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根系不仅是绝大多数陆生植物赖以生存的基础，还是提高作物抗逆性、养分积累和产量的重要抓手之一。对玉米而言，整个主根、侧根、冠根共同形成了一个复杂的系统，控制着植株汲水、觅养和抗倒伏的能力。尽管目前已有不少根系表型新方法，但在田间试验中，最常用的方法仍是提取测量根系上部（根冠），接着基于人工测量或二维成像技术进行性状量化，如PSTOL1、DRO1、土壤取芯、根提拉力测量等。然而，二维的表型技术受单一视角限制，无法达到足够高的准确度。

根提拉力测量法由于操作简便，常用于实地测量中，因而也具备大规模表型分析的潜力。根提拉力通常与根系生物量和分枝大小有关，但目前尚未有研究证实根提拉力与目前常用的根系结构测量数据间的关联。

近日，Plant Phenomics在线发表了题为Complementary Phenotyping of Maize Root System Architecture by Root Pulling Force and X-Ray Imaging的研究论文。

针对以上问题，该文章使用X射线计算机断层扫描（CT）技术，扫描生成高精度玉米根冠三维模型，并建立了能够同时测量71个特征的处理方法（Figure 1）。该方法改进了估测根系结构遗传贡献的流程，且具有极高的精度，能够全局检测根系结构生长发育的各种变化或者由环境变化而产生的根系分布的细微变化（Figure 2）。论文结果表明，根提拉力测量是一种高通量的根系形状提取方法，可估计根系质量，并且与该文方法中的多个三维特征显著相关（Figure 3）。总而言之，该文提出的方法能够用于校准和解读多种试验场景下的根提拉力测量值，并且能够辅助对根系结构的遗传研究工作。

Figure1：Pipeline for 3D root imaging using X-ray computed tomography.

Figure2：RPF and 3D global root system architecture traits are affected by genotype, environment, and developmental time point.

Figure3：RPF and 3D root system architecture traits are strongly associated with each other and root mass (grams).

论文链接

http://spj.sciencemag.org/journals/plantphenomics/2021/9859254/

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