Thermal imaging to phenotype traditional maize landraces for drought tolerance

Uso da termografia para fenotipagem da tolerância à seca de populações tradicionais de milho

Ivan Francisco Garcia Tejero ； Joaquim Miguel Costa ； Roberta Samara Nunes da Lima ； Victor Hugo Duran Zuazo ； Maria Manuela Chaves ； Maria Carlota Vaz Patto

《Comunicata Scientiae》 6卷3期 (2015/09) Pp. 334-343

https://doi.org/10.14295/CS.v6i3.960

摘要

Searching and identification of new crops or varieties with higher adaptation or resistance to water stress is one of the strategies to make agriculture profitable and more sustainable. Especially en arid and semi areas with limiting water resources. This study establishes a practical, fast and replicable protocol to select maize genotypes for its capability to respond to water stress. Eight Portuguese maize landraces (LD), traditionally grown in areas with different altitude and subjected to potentially different degrees of water stress (low altitude = potentially lower stress; high altitude = potentially higher stress) was used. Seedlings were subjected to continuous watering (FI) or forced to water withholding (non-irrigated) for a period of 7-8 days followed by re-watering (NI). Leaf temperature was determined every 48 h by thermal imaging and the temperature difference between NI and FI plants (ΔT_(NI-FI)) was calculated. We found that those genotypes that traditionally had been grown at higher altitudes kept more stable leaf temperature values under dry or wet conditions (small ΔT_(NIFI)) even under severe water stress. These results will help to optimize a screening protocol for maize seedlings and select novel genotypes or LDs better adapted to water stress, especially in regions where irrigation water is scarce.

關鍵字

maize ； genotypes ； water stress ； leaf temperature ； fast plant screening

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A pesquisa e a identificação de novas espécies cultivadas ou de variedades melhor adaptadas ou mais resistentes a condições de seca é uma forma de tornar a agricultura não só mais rentável mas também mais sustentável. Isto é especialmente importante para regiões de clima árido ou semi-árido e com recursos hídricos escassos. O estudo aqui apresentado estabelece um protocolo prático, rápido e replicável para selecionar genótipos de milho em termos da sua capacidade de resposta à seca. Foram testadas oito populações de milho tradicional português (LD), cultivadas a diferentes altitudes e potencialmente expostos a diferentes graus de secura (baixa altitude = potencialmente menor exposição; alta altitude = potencialmente maior exposição ao stress hídrico). As plântulas foram submetidas a rega contínua (FI) ou a condições de seca durante 7-8 dias seguidas de re-hidratação(NI). A temperatura da folha foi determinada cada 48 h por termografia. Foi calculada a diferença de temperatura entre plantas NI e FI (ΔT NI-FI). Verificamos que as linhas tradicionais cultivadas a maior altitude mantiveram valores mais estáveis da temperatura na folha em condições de rega ou de seca severa (valor pequeno do ΔTNI-FI). Este estudo contribuirá para optimizar um protocolo de seleção de plântulas de milho e de linhagens melhor adaptadas á seca, o que é especialmente relevante para a agricultura em regiões áridas, com recursos hídricos escassos e sem posssibilidade de rega.

並列關鍵字

estresse hídrico ； genótipos ； milho ； screen rápido de plantas. temperatura foliar