在空中种植木薯有助于研究植物的神秘根源

研究木薯根的正常方法是挖掘植物。不幸的是,这往往会杀死植物,给有兴趣了解更多有关木薯生长方式的研究人员带来严重的并发症。为了解决这…

研究木薯根的正常方法是挖掘植物。不幸的是,这往往会杀死植物,给有兴趣了解更多有关木薯生长方式的研究人员带来严重的并发症。为了解决这个问题,国际热带农业中心的科学家使用一种称为航空电子学的技术在空中种植了木薯,这样做为有兴趣从世界上最艰难的主粮中获取最大收益的研究人员消除了障碍。

在空中种植木薯有助于研究植物的神秘根源

木薯在全球北部有时被认为是“被遗忘”的农作物,但其庞大的根基却是全球约8亿人口的主食。它是东南亚重要的工业作物,在那里面临着各种疾病,使以木薯为基础的生计处于危险之中。科学家和政府对寻找更简便的方法进行农作物研究的兴趣日益浓厚。

如果可以克服增加木薯的障碍,就有很大的潜力增加木薯产量,以实现粮食安全和创收。由于木薯具有抗干旱,耐高温和恶劣的土壤条件的能力,因此已经被认为是应对气候变化的理想作物。

CIAT作物生理学家,11月发表在《植物方法》(Plant Methods)上的这项研究的主要作者迈克尔·塞尔瓦拉杰(Michael Selvaraj)说:“我们在开发航空电子系统方面投入了大量精力,因为我们最终想知道是什么促使根开始膨胀。”“如果我们能够使贮藏根的数量增加一倍,农民将能够在生长季节收获两次。”

在航空气象学之前,科学家主要依靠销毁大量植物根部(有时称为“地势学”的过程)来分析植物根部,这既昂贵又费时。

记录实时增长

航空系统为植物育种者提供了一种在其早期发育阶段可视化木薯根系的方法,从而帮助他们有效地选择生长较快的品种。该系统由研究人员CIAT和诺丁汉大学共同开发,可以帮助使热带根类作物在农民中更加受欢迎,并适合大规模种植。木薯是仅次于玉米和大米的热带国家中第三大农作物来源卡路里的提供者。

研究人员测试了木薯在三种生长系统中的表现,追踪植物何时开始生长贮藏根(贮藏淀粉和水),根的数量及其生长速度。与滴灌或半人工灌溉相比,由喷雾器供气的航空灌溉系统被证明是最佳选择,可使木薯更快地长出更大的贮藏根。

木薯具有执行各种功能的复杂根系,这以前限制了科学家对存储根系的生长及其表型进行深入研究。木薯的植物表型研究考虑了遗传,环境压力和耕作如何影响根系生长,并可以帮助育种者选择更具生产力的植物。

航空雾气系统使研究人员可以实时观察木薯如何发育贮藏根,特别是在早期发育的关键阶段。该低成本系统还为贮藏根提供了更多的氧气,从而促进了其生长,并使研究人员能够在不破坏植物其余部分的情况下分析植物样品。

加快生产的道路

研究人员还研究了植物激素植物生长素如何促进植物根部的早期发育。这些发现指向进一步的研究,可以使用航空电子学来帮助确定调节木薯根生长的基因。这对遗传改良,可持续集约化和加速植物生长具有深远的影响。

木薯通常生长周期较慢,介于8-24个月之间。许多农民喜欢种植可以每年收获几次的其他农作物。但是,要选择具有促进更快生长的性状的植物,育种者需要了解木薯在地下的生长方式和发展速度。

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