Автор: Админка

Мочковатая корневая система у пшеницы гороха капусты моркови


Корневая система гороха: характерные признаки семейства Бобовые

Белки, витамины, минеральные соли... Вот далеко не полный перечень полезных веществ, которые содержат семена гороха. А сено, силос и зеленая масса этого растения обладают ценными кормовыми свойствами. Высокая урожайность этой культуры во многом обусловлена особенностями корневой системы гороха.

Характеристика семейства Бобовые

Представители данной систематической единицы имеют ряд сходных черт. Прежде всего это плод, который называется боб. Он сухой и многосемянный. Раскрывается боб по швам от верхушки к основанию, а семена прикрепляются к обеим створкам.

Второе название данного семейства - Мотыльковые - определяет строение цветка. Дело в том, что все лепестки имеют разную форму. Верхний наиболее крупный, два боковых мельче, а нижние срастаются. Визуально такая структура напоминает мотылька. Единственный пестик окружен десятью тычинками. Девять из них сросшиеся, а одна - свободная.

Листья большинства бобовых имеют сетчатое жилкование. На побеге они заканчиваются усиками, с помощью которых могут прикрепляться к опоре.

Какая корневая система у гороха

Растения имеют три вида корней: главный, боковой и дополнительный. Их совокупность образует корневую систему. У некоторых видов главный корень отсутствует или развит слабо. Он практически не заметен среди многочисленных дополнительных корней. В этом случае формируется мочковатая корневая система.

У гороха подземная часть имеет иное строение. Главный корень хорошо развит, от него отходят многочисленные боковые. Таким образом, тип корневой системы гороха - стержневой. У бобовых она хорошо разветвлена. Главный корень может проникать на глубину до 1,5 метров, а боковые развиваются в пахотном слое.

Корневая система гороха достигает максимума развития в период цветения. Она очень восприимчива к влажности почвы. Оптимальным является показатель 60-80%. При высоком стоянии грунтовых вод корень отмирает, а побег желтеет. А вот к кратковременным засухам горох достаточно устойчив. Это обусловлено способностью корневой системы впитывать влагу из глубоких горизонтов.

Горох как сидерат

Этим термином называют природные зеленые удобрения. Вместе с ростом корней гороха происходит рыхление грунта и образование многочисленных воздушных ходов, предотвращение роста сорняков и растрескивания. Кроме механического воздействия на почву, горох оказывает и химическое - восстанавливает ее состав, обогащает органикой и минералами - калием, азотом, фосфором. Сеять горох в качестве сидерата можно как до посадки выращиваемой культуры, так и после ее сбора.

Выбор почвы

Чтобы получить хороший урожай гороха, нужно "готовить сани летом". Это значит, что семена этой культуры сеют весной, а почву предварительно обрабатывают осенью. Лучше выбрать участок, на котором росли пасленовые или крестоцветные. К примеру, помидоры, картофель или капуста. На предыдущее место горох рекомендуется высаживать только спустя четыре года.

Далее почву необходимо вскопать на глубину до 30 см и внести удобрения. Из органических соединений подойдет перепревший навоз, из минеральных - суперфосфат и калийная соль.

Если почва слишком кислотная, рекомендуется предварительное известкование. Поскольку корневая система гороха проникает достаточно глубоко, нужно избегать близкого залегания грунтовых вод.

Перед посевом семена замачивают на срок до 18 часов, меняя воду каждые три часа. Оптимальная глубина посадки - 3 см. Первые всходы появятся уже через полторы недели.

Полезные "соседи"

Особенности корневой системы гороха также заключаются в том, что она образует симбиоз с азотфиксирующими бактериями. Такое взаимное сожительство приносит пользу обоим организмам. Азот необходим растениям для развития корневой системы. Но усвоить из воздуха это вещество они не способны. Бактерии переводят атмосферный азот в форму, которую растения могут впитать из почвы.

В ходе фотосинтеза автотрофные организмы образуют органические вещества. Поэтому растения обеспечивают бактерии углеродсодержащими соединениями, необходимыми для их жизнедеятельности.

Ученые доказали, что бактерии могут существовать и без Бобовых. Но в этом случае они утрачивают способность фиксировать азот их атмосферы. Как только в почве появляется растение из семейства Бобовые бактерии проникают в его корни, образуя утолщения - клубеньки.

Значение в природе

По валовым сборам зерна первое место среди зернобобовых занимает именно горох. Это обусловлено хорошей урожайностью и высоким содержанием питательных веществ. Прежде всего, это незаменимые аминокислоты, которые по химическому составу и калорийности близки к белкам животного происхождения. Среди витаминов преобладают С, В и РР, минеральных веществ - соли фосфора и калия, органических - клетчатка и крахмал.

Важное место занимает горох и в севообороте. Суть этого процесса заключается в ежегодном чередовании разных видов культурных растений, которые выращиваются на одном и том же участке. Горох используют в качестве предшественника зерновых и овощных растений. Его мощная корневая система хорошо рыхлит почву, а зеленая масса удобряет органикой. В результате образуется плодородная и пористая основа для будущих урожаев. Кроме того, такая почва хорошо защищена от водной и ветровой эрозии.

Итак, горох - это представитель семейства Бобовые, отличительными особенностями которого являются:

  • плод боб;
  • "мотыльковый цветок";
  • полегающий побег;
  • простые листья с супротивным листорасположением;
  • хорошо развитая стержневая система;
  • развитие на корнях симбиотических клубеньковых бактерий.

Разница между стержневым корнем и волокнистым (придаточным) корнем (со сравнительной таблицей)

Главный корень (первичный корень) с другими второстепенными боковыми корнями, глубоко врастающими в почву, называется Taproot . В то время как тонкие, толстые волоски похожи на структуру, которая распространяется в стороны во всех направлениях, называется Волокнистый или придаточный корень . Главный корень возникает из корешка (эмбриональной части) растений, но волокнистый корень растет от стебля, а листья - от корешка.

У растений есть такие части, как стебель, листья, плоды, цветы и, самое главное, корни. Корни - это подземная часть, которая помогает поглощать питательные вещества, воду и влагу из почвы. Большинство цветущих растений, кустарников и деревьев дают стержневые корни, которые могут проникать глубоко в почву, в то время как волокнистые или придаточные корни наблюдаются у трав и тростниковых (высоких трав) растений и растут близко к поверхности почвы.

Содержимое

: Tap Root против Adventititious Root

  1. Таблица сравнения
  2. Определение
  3. Ключевые отличия
  4. Сходства
  5. Заключение

Сравнительная таблица

Основа для сравнения Ответвительный корень Волокнистый (придаточный) корень
Значение Такие корни, которые развиваются в первичный корень, возникающий из корешка (зародышевый корень), они становятся главным корнем растения с вторичными, третичными и другими боковыми ветвями. Такие корни, которые возникают из других частей растений, таких как стебли, или листья, отличные от корней, называются волокнистыми или придаточными корнями.
Развивается из Развивается из корешка эмбриона. Развивается на стебле, листьях или других местах, кроме корешка.
Свойства корня Состоит из постоянного основного корня. Состоит из недолговечного корня.
Они имеют глубокие корни. Обычно неглубокий.
Всегда под землей. Может быть подземным или воздушным.
Taproot состоит только из одного длинного и главного корня. Множественные корневые системы.
Это может быть поверхностный питатель или глубинный питатель. Корневая система этого типа - поверхностный питатель.
Главный корень по сравнению с другими корнями очень толстый. Корни тонкие, волосковидные, одинаковой толщины, в виде пучка.
Видны первичные, вторичные, третичные и корешки. Корни не дифференцируются, пучок корней развивается на одном месте.
Прочие характеристики Может выжить в засушливых районах. Не может выжить в засуху и легко высыхает, но быстро впитывает поверхностную и поливную воду.
Система стержневого корня встречается у двудольных растений. Мочковатая или придаточная корневая система встречается у однодольных.
Листья с сетчатым жилкованием. Листья с параллельным жилкованием.
Пример Морковь, красноватая, свекла. Лук, трава, пшеница, кокосовая пальма.

Определение Tap Root

Одним из основных типов корневой системы покрытосеменных растений является стержневая корневая система. Корни, которые развиваются из корешка (зародышевый корень) растения, называются стержневым корнем.Это глубоко укоренившихся подземных корней , имеющих один главный толстый корень, называемый первичным корнем. Первичный корень имеет вторичные, третичные или боковые ветви от первичной ветви.

Система стержневого корня обычно встречается в двудольных ; Эти корни помогают растениям лучше закрепить в почве. Это также помогает в поглощать воду из более глубоких источников, и, следовательно, они могут выжить и в ситуации засухи .

У этого типа первичный корень происходит непосредственно от зародышевого корня или корешка.Этот корень прорастает в почву по направлению вниз. Из первичного корня, имеющего форму ствола, боковые корни (корни, которые растут из другого корня) развиваются сначала в горизонтальном направлении, а затем поворачиваются вниз.

Эти корни постоянно развиваются в более тонкие корни, давая начало верхушке корня с защитной и мелкой корневой крышкой на конце. Этот корневой покров помогает впитывать воду и питательные вещества из глубинной почвы. Лучшие примеры - редис, морковь и свекла.

Определение фиброзного (придаточного) корня

Волокнистые корни представляют собой скопление или группу волос аналогичного размера, толщины и структуры.Эта структура возникает у основания растения, которое может прорастать в почву (вниз) или по воздуху (вверх) и во всех направлениях. Волокнистые корни возникают не из корешка, а из других частей растений, таких как стебли и листья.

Волокнистые корни помогают контролировать эрозию почвы . Этот тип обычно встречается у однодольных растений .

Ключевые различия между стержневым корнем и волокнистым (придаточным) корнем

Ниже приведены существенные различия между двумя типами корневой системы, присутствующими у растений:

  1. Система стержневого корня обычно наблюдается у двудольных , в этом случае корни возникают из корешка (зародышевый корень).Они становятся главным корнем растения с видимыми вторичными, третичными и другими боковыми ветвями. Напротив, в придаточной или волокнистой корневой системе нет такого первичного корня , даже если есть сходство во всех корнях. Они встречаются у однодольных растений . Волокнистый корень или придаточный корень возникают из стебля или листьев растения вместо корешка.
  2. Taproot имеет множество функций , например - это глубоко укоренившийся, подземный и постоянный корень.Главный корень состоит из одного длинного главного корня, на котором видны вторичный, третичный и корешки. Даже первичный корень очень толстый по сравнению с другими корнями (морковный, красноватый). В то время как волокнистых или придаточных корней , содержит короткоживущие корни, которые неглубокие, и рост может быть либо подземным, либо воздушным. У них нет первичных корней; скорее у них тонкие, похожие на волоски корни, образующие кластеры, благодаря чему нет разделения на основные корни.
  3. растений стержневой корневой системы могут выжить в засушливой зоне и помочь закрепить растений в почве.В то время как растения с мочковатым корнем или придаточной корневой системой не могут выжить в засуху и легко высыхают, но быстро впитывают поверхностную и поливную воду.
  4. Листья имеют сетчатое жилкование. растений имеют стержневой корень, в то время как листья имеют параллельное жилкование. относится к придаточным или волокнистым корням.
  5. Примеры растений со стержневыми корнями - морковь, красноватая свекла, свекла и т.д. С другой стороны, лук, трава, пшеница, кокосовая пальма являются примерами волокнистых корней или придаточной корневой системы.

Сходства

  • Главное, что поддерживает жизнь растений, - это их источник питания, который далее перемещается к стеблю, листьям, цветкам и фруктам через сосудистую систему. Итак, основное сходство и функция корней - обеспечивать почву питанием.
  • Обеспечивает опору для растений и, таким образом, прочно удерживает растения в почве.
  • Хранилище продуктов.

Заключение

Скрытые, невидимые под землей, корни растений являются наиболее важной частью растений, выполняя важнейшую функцию обеспечения растений питательными веществами и водой.Корни бывают двух видов: стержневой и волокнистый или придаточный. Некоторые растения, такие как морковь, красноватая или свекла, имеют стержневую корневую систему, в то время как травы пшеничного типа имеют мочковатую корневую систему.

.

Различия между системой стержневого и волокнистого корня

Стержневые и волокнистые корни - две основные категории корней растений, произрастающих на суше. Гарденерди приводит ключевые различия между ними.

Знаете ли вы?

Морковь, редис, свекла, репа - это съедобные стержневые корни, а сладкий картофель - съедобная часть волокнистого корня.

Растения, растущие на суше, то есть сосудистые растения, обычно имеют корни, уходящие в землю.Однако у некоторых растений есть и воздушные корни. Корень, в отличие от ветки или стебля, не имеет листьев или узлов.

Хотели бы вы написать нам? Что ж, мы ищем хороших писателей, которые хотят распространять информацию. Свяжитесь с нами, и мы поговорим ...

Давайте работать вместе!

Корни характеризуются функциями, которые они выполняют для растения. Функции корня:

Поглощение: Корни поглощают воду, а также питательные вещества из почвы.
Передача: Они переносят воду и поглощенные питательные вещества к растениям.
Крепление: Они позволяют растению прочно стоять на земле и расти вверх, действуя как якорь и удерживая его.
Хранение: В них хранятся продукты и питательные вещества. Они используются растением для роста по мере необходимости. Например. морковь, редис, сладкий картофель и т. д.
Размножение: Корни также участвуют в вегетативном размножении.

Корни в основном подразделяются на стержневые и волокнистые (придаточные корни).

Корневой стержень

Главный корень - это разновидность корневой системы, для которой характерно наличие доминирующего центрального корня, от которого горизонтально отходят другие боковые корни меньшего размера.

По форме стержневые корни классифицируются как:

Конический корень: Как следует из названия, он имеет форму конуса.Она круглая вверху и постепенно сужается к точке внизу. Морковь - пример конического корня.

Веретенообразный корень: Этот вид корня сужается на каждом конце, являясь самым широким в середине. Редис - это веретенообразный корень.

Napiform Root: Этот вид корня имеет округлую форму вверху и резко сужается к точке внизу.Репа - пример реповидного корня.

Хотели бы вы написать нам? Что ж, мы ищем хороших писателей, которые хотят распространять информацию. Свяжитесь с нами, и мы поговорим ...

Давайте работать вместе!

У многих растений стержневой корень также действует как орган для хранения пищи, воды и питательных веществ.

Волокнистые корни

Один из основных способов определения волокнистых корней - отсутствие стержневого корня. Вместо этого в этой корневой системе видно множество корней одинакового размера, расходящихся от основания стебля.Они бывают 3-х видов:

Воздушные корни: Придаточные корни такого типа остаются в воздухе и не проникают в Землю. Обычно эпифиты (растения, которые получают влагу и питательные вещества из воздуха и дождя; обычно растут на другом растении, но не паразитируют на нем), которые являются однодольными из семейства арум, габи и орхидей, имеют воздушные корни. Они обеспечивают питание растения посредством фотосинтеза, удерживают воду, а также обеспечивают растению якорь.

Корни опоры: Корни опоры - это те, которые наконец достигли глубины земли, начиная от стебля. Они помогают обеспечить более прочное закрепление растения или дерева. У некоторых растений они также могут выполнять фотосинтез. Такие корни встречаются у кукурузы и баньяна.

Сокращающиеся корни: Эти корни обычно встречаются у луковичных растений, которые растут из луковиц; например: лилия.Они происходят от основания стебля луковицы или клубнелуковицы. Функция этих корней заключается в том, чтобы вертикально сжимать недавно выросшую луковицу или клубнелуковицу, которая находится на более высоком уровне, чем ее более старые аналоги, до желаемого уровня.

Различия между стержневой и волокнистой корневой системой

Корневой стержень Волокнистые корни
Внешний вид
Существует центральный главный доминантный стержневой корень (также известный как корешок), который растет вниз; другие волосатые корни (известные как боковые корни) отходят от него вбок. Корни отходят от стебля, а центрального корня нет. Они образуют пучок корней примерно одинакового размера.
При прорастании
При прорастании семени первый корень, который выходит из него, называется корневым или первичным корнем. Этот корешок затем образует стержневой корень. При прорастании семени первый корень, т. Е. Корешок, длится недолго и заменяется придаточными корнями.
Глубина проникновения
Они растут глубоко под землей. Они не растут так глубоко под землей; они растут близко к поверхности земли.
Проводимость воды
Поскольку они проникают глубоко в почву, они могут достичь подземных запасов воды. Таким образом, они более эффективны в транспортировке воды к растениям во время засухи (когда вода недоступна на поверхности). Поскольку они растут близко к поверхности и не проникают глубоко в почву, растение более уязвимо во время засухи. Однако они могут более эффективно переносить питательные вещества из удобрений.
Предотвращение эрозии почвы
Они не так эффективны в предотвращении эрозии почвы, как волокнистые корни. Они очень эффективны в предотвращении эрозии почвы. Густая сеть этих волокнистых корней предотвращает размывание верхнего слоя почвы водой и ветром.Чтобы предотвратить эрозию почвы, целенаправленно высаживают растения с мочковатыми корнями.
Анкоридж
Стержневой корень позволяет им очень хорошо закрепляться в почве. Это очень затрудняет выкорчевывание растения. Они не очень хорошо прикрепляются к почве, и растения сравнительно легче выкорчевать.
Требования к росту
Чтобы растения с стержневой системой корня росли хорошо, необходимо провести борону и рыхлить почву.Это будет стимулировать рост стержневого корня вниз. Чтобы растения с мочковатой корневой системой хорошо росли, необходимо обеспечить их искусственный полив. Также следует мульчировать почву, добавляя компост.
Найдено в
Обычно они встречаются у двудольных растений. Обычно они встречаются у однодольных растений.
Примеры
Хвойные деревья, морковь, одуванчики, ядовитый плющ, однолетние цветы, редис и свекла имеют стержневой корень. Лук, помидоры, листья салата, лилии, пальмы, кукуруза, фасоль, горох, сладкий картофель, рис и пшеница имеют волокнистые корни.
.

Ассоциация картирования признаков засухоустойчивости хлебной пшеницы

1. Введение

Пшеница

( Triticum spp.) - одна из наиболее важных и широко культивируемых культур с годовой урожайностью 694 миллионов метрических тонн. Более 40 стран и более 35% населения мира используют пшеницу в качестве основного продукта питания [1, 2]. Пшеница возделывается на большей площади, чем другие зерновые, и адаптирована к различным климатическим условиям [3, 4]. Хлебная пшеница (2n = 6x = 42) и твердая пшеница (4x = 28) являются двумя распространенными культурными видами во всем мире.Хлебная пшеница обеспечивает около 95% пшеницы во всем мире, в то время как твердая и другая пшеница (эммер (4x = 28), еинкорн (2x = 14) и полба (6x = 42)) обеспечивают только 5% мировой пшеницы [2, 5]. Человеческое население быстро увеличивается и, по оценкам, достигнет 9,4 миллиарда к 2050 году. Следовательно, производство продуктов питания потребует большей урожайности с нынешних пахотных земель без горизонтального расширения [6]. Рост населения, загрязнение окружающей среды и использование пахотных земель для других целей может сократить пахотные земли на 10–20% [7].Чтобы удовлетворить растущий спрос в связи с нехваткой продовольствия в мире к 2050 году, общее производство продовольствия должно увеличиться по крайней мере на 50%, чтобы удовлетворить потребности в 2050 году. Среди сельскохозяйственных культур пшеница является экономичным и богатым источником энергии и белков и обеспечивает одну пятую все человеческие калории для населения мира [8]. Селекционеры всегда пытаются найти зародышевую плазму пшеницы, обладающую желательными характеристиками, такими как устойчивость к болезням и другим абиотическим стрессам [7, 9]. Нет сомнений в том, что такие зерновые, как пшеница, рис и кукуруза, являются ведущими мировыми продовольственными культурами для всего человечества и основными ресурсами, которые привели к возникновению человеческой цивилизации.

2. Мировое производство пшеницы

Пшеница - одна из самых важных зерновых и основных продовольственных культур во всем мире. Она занимает первое место по площади и производству и вносит в рацион человека больше калорий, чем любая другая культура. С другой стороны, пшеница также сохраняет свое первое место среди основных зерновых культур благодаря более высокому содержанию белка и глютена [8–10]. В 1986–1987 годах производство пшеницы во всем мире, составлявшее 521 миллион метрических тонн, было увеличено примерно до 572 миллионов метрических тонн в 2005–2006 годах с площади 220 миллионов гектаров [11] и 694 миллиона метрических тонн в 2011–2012 годах. .В 2011 году Европейский союз (137 миллионов тонн) занимал первое место в странах-производителях пшеницы, за ним следуют Китай (118 миллионов тонн) и Соединенные Штаты Америки (54 миллиона тонн). Кроме того, Канада, Австралия, Индия, Пакистан и Аргентина дают около 79% от общего производства пшеницы. Мировой рынок торговли пшеницей в 2011 году был очень прибыльным, и на мировом рынке было продано 129 миллионов тонн пшеницы [12].

3. Стресс засухи

Засуха определяется как дефицит воды в корневой зоне сельскохозяйственных культур, который приводит к снижению урожайности в течение жизненного цикла растений [13].Способность растения расти и воспроизводиться в условиях ограниченного водного пространства называется засухоустойчивостью. Стресс засухи изменчив по своей интенсивности, продолжительности и эффективности, и культурные растения не только должны уметь выжить, но их способность давать урожай в условиях стресса засухи имеет практическое значение [14]. Засухоустойчивость - это количественный признак, на который влияют сложные фенотипические и генетические взаимодействия. Понимание генетической основы засухоустойчивости сельскохозяйственных культур является предпосылкой для разработки превосходных генотипов.Высокие температуры, радиация, недостаток воды и питательных веществ, которые обычно встречаются в нормальных условиях выращивания, также создают несколько схожие проблемы. Кроме того, определенные свойства почвы, такие как состав и структура, также могут влиять на баланс этих различных напряжений; см. , например , [15, 16].

Засуха - основная экологическая проблема, которая оказывает сильное негативное воздействие на зерновые культуры, особенно на пшеницу. В условиях засухи растения проявляют широкий диапазон поведения, варьирующийся от высокой чувствительности до высокой устойчивости [17].Сезонная циклическая засуха оказывает большое влияние на снижение урожайности пшеницы, ячменя и других зерновых [18]. Стресс засухи сильно влияет на рост растений, экспрессию генов, распределение, урожайность и качество сельскохозяйственных культур в засушливых и полузасушливых районах по всему миру [19]. Около 60% растениеводства в мире приходится на засушливые и полузасушливые районы. Количество осадков в этих районах сильно колеблется. В развивающихся странах 37% пшеницы обычно выращивается в районах, подверженных засухе [20]. Основным препятствием для производства пшеницы во всем мире является нехватка воды.Только в Соединенных Штатах Америки около 67% потерь урожая за последние 50 лет были вызваны засухой. Засуха 2012 года в Соединенных Штатах Америки была самой сильной за последние 60 лет, и ожидается более частая нехватка воды из-за климатических прогнозов и растущей конкуренции за воду среди городских, промышленных и сельскохозяйственных потребителей.

Реакция растений на стресс от засухи зависит от роста (развития) растений, периода стресса и генетики растений [21, 22].Засуха также может влиять на морфофизиологические особенности растений, такие как рост, анатомия, морфология, физиология (закрытие устьиц, низкий фотосинтез, скорость транспирации), биохимия и, в конечном итоге, продуктивность [23, 24]. Урожайность - основной критерий возделывания сортов сельскохозяйственных культур в условиях засухи. Поэтому для селекционеров является серьезной проблемой создание сортов, обладающих хорошим потенциалом выживания в стрессовой (засуха, засоление, прохладная температура) среде [14, 15, 25]. Селекция на засухоустойчивость еще больше усложняется тем фактом, что несколько типов абиотического стресса могут вызывать одновременное воздействие на культурные растения.Кроме того, учитывая сложность засухоустойчивости, селекция с помощью маркеров не внесла значительного вклада в улучшение сорта, а селекция в засушливых условиях основывалась на прямом фенотипическом отборе. Однако недавние технологические достижения и огромный потенциал пшеницы для обеспечения устойчивого производства продуктов питания побудили исследовательские программы по улучшению этой культуры генетически, несмотря на размер и сложность генома. Тем не менее, селекция на засухоустойчивость может быть эффективной, если доступны карты молекулярных связей на основе селекции с помощью маркеров для видов сельскохозяйственных культур [15, 26].

3.1. Стресс засухи в Пакистане

Для выращивания пшеницы в Пакистане существуют различные климатические и почвенные условия. Около одной трети общей площади суши приходится на неорошаемые регионы, где выпадение осадков является необычным [27]. Засуха и засоление очень распространены во всем мире и являются одними из самых серьезных проблем для сельского хозяйства Пакистана [28]. Засушливые и полузасушливые регионы мира сильно страдают от нехватки воды, в результате чего снижается урожайность сельскохозяйственных культур. Орошаемые территории иногда сталкиваются с засушливыми условиями из-за недостаточного водоснабжения и закрытия каналов [23, 29].Засухоустойчивые сорта - это сорта, урожайность которых меньше всего страдает от стресса засухи, или засухоустойчивые культуры - это те, которые потребляют максимальное количество воды и теряют минимум воды в засушливых условиях [1–5, 30]. Для обеспечения высокого урожая на богарных территориях важны различные аспекты сельского хозяйства, такие как удержание осадков, снижение эвапотранспирации и посев устойчивых к засухе сортов. Сорта пшеницы, культивируемые в богарных районах Пакистана, как правило, низкоурожайны, так же как и вредители и болезни, которые восприимчивы, но хорошо адаптированы и процветают в засушливых условиях.Тем не менее, необходимость увеличения урожайности для удовлетворения потребностей растущего населения в обеспечении продовольственной безопасности требует хорошо интегрированных усилий. Хотя глобальный дефицит воды может быть абстрактным понятием для многих и реальностью для других. Но без всякой путаницы, это результат множества экологических, политических, экономических и социальных проблем. Текущие глобальные климатические условия должны ударить по Пакистану, и поэтому поиск разнообразных и устойчивых к засухе источников сельскохозяйственных культур имеет первостепенное значение для прокормления его постоянно растущего населения.Селекция с использованием маркеров - это крик дня в отношении повышения урожайности в районах Пакистана, подверженных засухе. Таким образом, необходимо использование молекулярных маркеров для мечения генов засухоустойчивости [14, 15, 31].

4. Материалы и методы

В ходе настоящего исследования 100 линий пшеницы (таблица 1), включая хорошо адаптированные сорта пшеницы, были оценены на предмет важных корневых признаков. Всего было применено 102 маркера на основе ПЦР с целью понять их генетическую структуру и идентифицировать молекулярные маркеры, которые тесно связаны с локусами количественных признаков (QTL) важных корневых признаков (таблица 2).Проращивание растений, выделение ДНК и профилирование ПЦР следовали ранее опубликованным стандартным процедурам [32]. Кроме того, популяционная структура этих линий была проанализирована с помощью подходов общей линейной модели (GLM) и смешанной линейной модели (MLM) с использованием программного обеспечения TASSEL с их настройками по умолчанию для идентификации QTL, связанных с важными корневыми признаками.

8536 9 0049 Rawal 87
S. нет Генотипы S. нет Генотипы
1 Sonalika 2 Shalimar 88
3 Merco 2007 4 Хайбер 83
5 Manther 6 Chenab 70
7 Lr-230 8 Soghat 90
9 Ksk 10 Пари -73
11 Макси пак 12 Чаквал 86
13 Инд 79 14 Ваданак 98
15 Бахтавар 94 16 Nori -70
17 Wadanak 85 18 ZA-77
19 Ab дагхар 97 20 Каган 93
21 Маргалла 99 22 Давар 96
23 Укаб 2000 24 Сулиман 96
Раскох 900 26 AS-2002
27 Haider 2002 28 LYP-73
29 Местный белый 30 Noshera 96 ​​
31 MH-97 32 Синд 81
33 Зарлашта 90 34 Фахри сархад
35 Пенджаб-76 36 10737
37 Фейсалабад 49 38 10776
39 Барани 70 40 10748
41 42 10724
43 NIAB 83 44 10792
45 GA 2002 46 Пирсабак 2008
47 Chenab 79 48 Punjab-96
49 Saleem 2000 50 Mumal-2002
51 Zamindar-80 52 SA-42
53 Iqbal -2000 54 Марват-01
55 SH-2003 56 Барани-83
57 Анмол-91 58 Потохар-93
59 LU-26 60 Kohinoor-83
61 Chenab-96 62 Potohar-70
63 Файсалабад-83 64 Пак-81
65 Заргун-79 66 Пирсабак-85
67 C-228 68 C-273
69 Шахкар-95 70 Тандоджам-83
71 Пенджаб-88 72 Дирк
73 10793 74 Бахалвапур-79
75 Пенджаб-81 76 Ласани-08
77 C-591 78 Сусси
79 Сутлаг-86 80 Хайбер-79
81 C-250 82 FPD-08
83 Синий серебристый 84 Сандалии
85 RW П-94 86 Kiran
87 Sariab-92 88 Wardak-85
89 Wafaq-2008 90 Meraj-08
91 10742 92 C-518
93 010724-YR 94 potohar-90
95 AUP 5000 96 Mehran-89
97 WL-711 98 Janbaz
99 SA-75 100 AUP-4008

Таблица 1.

Список линий и сортов пшеницы, использованных в данном исследовании.

9000 Xbarc 45

0 9250006 Xgwm 10

05 Xbarc 12749 Xwmc 154

0

55

5 9005 R3

Маркер Маркер Маркер Маркер Маркер Маркер
Cfd 15 Xbarc 154 c Xgwm 372 Xwmc 177 Xgwm 293
Cfd 18 Xbarc 158 Xwmc 9006 000 Xwmc 9006 000 Xgwm 299
Xwmc 24 Xbarc 159 Xwmc 235 Xgwm 443 Xwmc 182

0 Xwmc

0

0 Xwmc 182

0

Xbarc 163 Xwmc 398 Xgwm 471 Xwmc 216 Xgwm 325
Xwmc 27 Xbarc 164 Xwmc50 420

0

0 Xwmc50

Xgwm 359
Xwmc 43 Xbarc 165 Xwmc 606 Xgwm 484

0

0

0

05

05

Xwmc 718 Xgwm 544
Xwmc 52 Xbarc 172 Xwmc 749 607256 Xgwm

256 900

Xbarc 173 Xwmc 798 900 05 Xgwm 609
Xwmc 97 Xbarc 175 Xbarc 42 Xgwm 642

xgwm 908
Xwmc 147 Xgwm 4 Xbarc 76

0 Xgdm 3 9250006

Xbarc 101 Xgdm 5
Xwmc 153 Xgwm 33

05 Xbarc 12749

Xgwm 37 Xbarc 128 Xgdm 19
Xwmc 157 Xgwm 55 Xbarc 134 Xgdm 28 Xgdm 28 Xbarc 137 Xgdm 33
Xwmc 163 Xgwm 71 Xbarc 140

55 Xgd50

55 XGWM

Xgwm 99 Xbarc 141 Xgdm 114
Xwmc 167 Xgwm 111 Xgwm 111 Xgwm 111
Xwmc 168 Xgwm 136 9 0050 Xbarc 147 VRN B1 R3
Xwmc 169 Xgwm 194 Xbarc 148 Xgwm 261 Xbarc 149 PpD 1 R2

Таблица 2.

Список праймеров / молекулярных маркеров ПЦР, используемых в данном исследовании.

5. Анализ признаков корней и его значение для засухи

Чтобы понять, насколько урожай пшеницы будет урожайным в условиях засухи, необходимо хорошо разбираться в признаках корней. Характеристики корней варьируются от вида к виду в зависимости от наличия воды, роста, физиологии и архитектуры [33]. Площадь поверхности корня и длина корня у пшеницы играют важную роль в поглощении воды. Для эффективного поглощения воды необходима хорошо организованная корневая система.У сельскохозяйственных культур мочковатая корневая система бывает двух типов: семенные и узловые [34]. Хорошо развитая корневая система может сыграть положительную роль в условиях дефицита воды (засухи). Морфологические особенности корней сильно влияют на поглощение воды и питательных веществ. Травянистые растения с тонкими корнями, меньшим диаметром и большей длиной корня лучше приспособлены к засушливым условиям [35]. Свойства корней сильно влияют на потребление ресурсов и поддержание урожайности в стрессовых условиях засухи. Для максимального урожая зерна пшеницы необходима активная и хорошо развитая корневая система [36, 37].

6. Сопоставление ассоциаций между корневыми признаками и маркерами SSR

В настоящем исследовании сопоставление ассоциаций применялось для идентификации ассоциации между корневыми признаками и маркерами SSR. Ассоциация маркер-признак (MTA) на основе полиморфизма, обнаруженного в маркерах SSR, примененных к различным генотипам пшеницы. Для идентификации QTL, связанных с корневыми признаками, использовали две разные модели: GLM (общая линейная модель) и MLM (смешанная линейная модель). GLM не требует родства, и для определения ассоциации между маркерами и средними фенотипическими признаками использовалась только Q-матрица.Уровень значимости значения P был измерен при p ≤ 0,01 в моделях GLM и MLM. QTL, имеющие значения LOD выше 2,5, рассматривались как для GLM, так и для MLM.

В настоящем исследовании использовалось 102 молекулярных маркера. Большинство маркеров показали высокий уровень полиморфизма. Всего был сгенерирован 271 полиморфный аллель. Аллели на локус варьировались от 1 до 3, в среднем 2,63 на локус. Значения полиморфного информационного содержания (ПОС) маркеров также были рассчитаны в диапазоне 0.03–0.59. Первоначально, чтобы исследовать генетическое разнообразие материала, 100 генотипов пшеницы были сгруппированы в различные кластерные популяции (рис. 1). Структура популяции может привести к ложной ассоциации между маркером и признаками [38]. Поэтому для сопоставления ассоциаций был использован подход, основанный на модели. Применялись как общая линейная модель (GLM), так и смешанная линейная модель (MLM). Анализ ассоциации также пришел к выводу, что сотни генотипов, имеющих различный генетический фон, были разделены на 13 отдельных групп, а именно., G1, G2, G3, G4, G5, G6, G7, G8, G9, G10, G11, G12 и G13.

Рисунок 1.

Анализ популяционной структуры генотипов пшеницы на основе маркеров SSR. (а) Графическая гистограмма при k = 2, представляющая две подгруппы (G1 и G2). (б) Графический столбик при k = 13, представляющий 13 подгрупп (G1 – G13). Ось X показывает инвентарные номера, а ось Y показывает членство в подгруппах.

6.1. Общая длина корня

Общая длина корня на единицу площади земли (La) часто считается напрямую связанной с количеством и скоростью поглощения воды.Общая длина корней (TRL) связана с засухоустойчивостью пшеницы, поскольку она отмечает распространение корней в почве и влияет на потребление ресурсов [39]. Генотип Пирсабак-85 получил высокие оценки на основе TRL и R: S и считается лучшим по устойчивости к засухе за счет извлечения воды, хранящейся в глубоких слоях почвы. Кроме того, в модели GLM маркер SSR Xgdm 5 на хромосоме 2 был значительно связан с общей длиной корня, но в MLM не было обнаружено ассоциации маркера с TRL.Фенотипическая дисперсия (r2) составила 0,10. Значение p было зарегистрировано как 0,0016, а LOD равнялось 2,78, как показано на рисунке 2. Настоящее исследование показало, что модель GLM подтвердила, что MTA для TRL находится на хромосоме 2D, и результаты соответствуют предыдущим результатам, где MTA для TRL сообщалось о хромосоме 2 при 3,4 сМ [40].

Рисунок 2.

QTL, идентифицированный для TRL на основе LOD в GLM.

Для свежего веса корней модель GLM определила MTA, связанный с RFW, расположенный на хромосоме 5B.Маркер Xwmc 235 предназначен для отслеживания QTL на конкретной хромосоме для RFW. Фенотипическая дисперсия (r2) составила 0,10, а LOD составил 3,56, как показано на рисунке 3. Предыдущий отчет Ayman, A.D., M. A.M. Атия, Х.А. Х. Эбтиссам, А. Х. Хашем и С. А. Сами. 2013. Междисциплинарный подход к анализу QTL, контролирующему высокую урожайность и признаки засухоустойчивости твердой пшеницы. Внутр. J. Agri. Sci. Res .3: 99-116 подтвердил, что четыре QTL связаны с RFW, расположенными на хромосомах 2B, 5B, 6A и 6B.Были использованы наши результаты, которые не локализовали другие QTL из-за меньшего количества маркеров. Аналогично, для сухой массы корня маркер PpD1 выявил ассоциацию маркерных признаков (MTA) для RDW только в модели GLM. Было обнаружено, что MTA расположен на хромосоме 2A, имеющей r2 0,41 и LOD 2,7, как на рисунке 4. Эти результаты частично согласуются с результатами [41], где авторы обнаружили, что 5 QTL для RDW были сгруппированы в хромосомах 2A и 7A. .

Рисунок 3.

QTL, идентифицированный для RFW на основе LOD в GLM.

Рисунок 4.

QTL, идентифицированный для RDW на основе LOD в GLM.

6.2. Максимальная длина корня

Максимальная длина корня (MRL) была разработана для захвата более глубокой воды из почвы при стрессе засухи [42]. Генотип Abdaghar-97 зафиксировал максимальную длину корня (MRL) для захвата глубокой влажности почвы в засушливых районах. Два MTA были идентифицированы для MRL, расположенных на хромосомах 2A и 5B. MTA хромосомы 2A был отмечен Xgwm 10 , имеющим LOD (2,68), а MTA 5B был отнесен к Xwmc 149 , имеющему LOD 2.86, как на рис. 5a и b. До сих пор сообщалось только об одном QTL для максимальной длины корня, расположенном на хромосоме 4B [14]. Аналогичным образом, QTL был идентифицирован для MRL, расположенного на хромосоме 5 на 158,5 сМ [43]. Следовательно, MTA, идентифицированный на хромосоме 2A в настоящем исследовании, ранее не сообщался и считался новым QTL для MRL.

Рисунок 5.

QTL, идентифицированный для MRL на основе (a) GLM; (б) LOD в MLM.

6.3. Количество узловых корней

Основная масса корней будет увеличиваться с увеличением количества побегов.Поглощение азота зависит от длины и количества узловых корней [44]. Узловые корни усваивают питательные вещества в 2–6 раз больше, чем семенные корни, поэтому было бы желательно выращивать такие генотипы на богарных территориях [45]. Результаты настоящего исследования показали, что Meraj-08 имеет большое количество узловых корней и лучше подходит для поглощения азота и воды в богарных районах. Что касается числа MTA узловых корней, то MTA обозначает число узловых корней, расположенных на хромосоме 2B. Маркер SSR Xwmc 175 распознал MTA для NNR на хромосоме 2B, как показано на рисунке 6.MTA для NNR был обнаружен при LOD 2,5, значение p 0,00306, а (r2) 0,17. Наши результаты согласуются с результатом [46], где такой же QTL сообщается на хромосоме 2B. Было обнаружено, что два MTA (QTL) связаны с корневым углом в модели GLM. Было обнаружено, что MTA расположены на хромосомах 7B и 6D. MTA, расположенный на хромосоме 7B, распознаваемый Xgwm 302 , а MTA 6D был идентифицирован Xwmc 749 , как на рисунке 7 . Результаты согласуются с предыдущими результатами, где QTL для RA был расположен на хромосоме 7B на уровне 86 сМ, и сообщалось, что четыре QTL для RA были расположены на хромосомах 2A, 3D, 6A и 6D [47, 48].

Рисунок 6.

QTL, идентифицированный для NNR на основе LOD в GLM.

Рисунок 7.

QTL, идентифицированный для RA на основе LOD в GLM.

6.4. Плотность корней

Плотность корней (RDT) увеличивает эффективность корневой системы и считается наиболее важным признаком для поглощения фосфора пшеницей [42]. Генотип Soghat-90 занял первое место по результатам RDT и считается хорошим по усвоению фосфора. Кроме того, сообщалось, что плотность корней положительно коррелирует с общей длиной корня, диаметром корня и эффективностью использования воды [49].Два MTA были идентифицированы для плотности корней (RDT) в моделях GLM и MLM, расположенных на хромосомах 2B и 5B. MTA для хромосомы 2B был приписан Xwmc 175 и 5B Xwmc 235 , имеющим LOD 3,28 и 2,5, как на рисунках 8a и b. Результаты настоящего исследования соответствуют предыдущим отчетам. Ранее сообщалось, что QTL для RDT на хромосоме 2B составляет 158,5 сМ, а 5B - 47 сМ [46, 50]. Количество семенных корней может улучшить адаптацию пшеницы к условиям засухи.Кроме того, количество семенных корней отрицательно коррелировало с эффективностью использования воды [51, 52]. Сильная корневая система снизит WUE и, следовательно, снизит производство биомассы. Следовательно, для выживания пшеницы в засушливых условиях необходимо улучшение функции корневой системы, а не сильный рост корней. В настоящем исследовании для генотипа Marwat-01 зафиксирован самый высокий NSR, и предполагается, что он хорошо поглощает воду в богарных районах.

Рисунок 8.

QTL, идентифицированный для RDT на основе LOD в (a) GLM; (б) MLM.

6.5. Диаметр корня

Большой диаметр корня (RD) связан с засухоустойчивостью пшеницы. Генотипы, показывающие наивысший RD, поддерживаются для устойчивости к стрессу засухи из-за больших сосудов ксилемы с повышенным потреблением ресурсов и хорошо организованы при поиске глубоких слоев почвы для извлечения воды [53]. Кроме того, общая длина корня, максимальная длина корня и плотность корня сильно увеличиваются или уменьшаются при небольшом изменении диаметра корня, а уменьшение диаметра корня приведет к увеличению урожайности при засухе.Значительное уменьшение диаметра корня, общей длины корня и плотности корней в условиях засухи было зарегистрировано ранее [37, 54]. Для RD были определены два MTA, каждый в GLM и MLM. Оба MTA были локализованы в хромосоме 5B, приписываемой Xwmc 233 , имеющей LOD 3.1 и 3.3, как на рисунке 9. Наши результаты согласуются с более ранними сообщениями, где упоминались QTL для RD на хромосоме 5B на 4,5 сМ [55].

Рисунок 9.

QTL, идентифицированный для RD на основе LOD в GLM.

7. Заключение

Среди абиотических стрессов, ограничивающих урожайность пшеницы, стресс от засухи, безусловно, является одним из самых разрушительных факторов. В прошлом селекционным усилиям по улучшению реакции засухоустойчивости препятствовали в первую очередь его количественный характер, а также наше плохое понимание физиологических основ урожайности в условиях дефицита воды [16]. К настоящему времени большинство QTL засухоустойчивости пшеницы было идентифицировано путем измерения урожайности и компонентов урожая в условиях ограниченного количества воды.Несомненно, урожайность - это самый желанный признак для заводчиков; тем не менее, очень сложно связать эффективность использования воды и определить потенциальные целевые регионы для позиционного клонирования [15]. Лишь несколько исследований связывают QTL с конкретными компонентами реакции на засуху. Хотя разработка молекулярных маркеров на основе генов и секвенирование генома должны ускорить позиционное клонирование, области генома, связанные с индивидуальным QTL, все еще очень велики и обычно не подходят для программы селекции [51–55].С точки зрения применения, крайне важно выбрать генотипы, которые могут оптимизировать эффективность водопользования при максимальном урожае в ответ на засуху. Повышение способности корневой системы извлекать воду из почвы очень желательно, и любая дополнительная вода, извлекаемая во время насыпки зерна, определенно значительно увеличивает урожайность пшеницы. Таким образом, идентификация маркеров или генов, связанных с ростом и архитектурой корня, может быть особенно полезной для программ селекции, направленных на улучшение свойств корня путем отбора с помощью молекулярных маркеров.

Благодарности

Мы благодарны Комиссии высшего образования Пакистана (HEC, Исламабад) за поддержку докторских исследований первого автора в рамках проекта номер 20-1613 под названием «Генетический анализ корневых признаков, связанных с засухоустойчивостью хлебной пшеницы».

.

морковь | Описание, одомашнивание и выращивание

Морковь , ( Daucus carota ), травянистое, обычно двухлетнее растение семейства Apiaceae, которое дает съедобный стержневой корень. Среди распространенных разновидностей формы корней варьируются от шаровидных до длинных, с тупыми или заостренными нижними концами. Помимо корней оранжевого цвета известны разновидности с белой, желтой и пурпурной мякотью.

морковь

Морковь (подвид Daucus carota carota ).

Билл Тарпеннинг / У. S. Департамент сельского хозяйства

Британская викторина

Это или То? Фрукты против овощей

оливки

Дикая морковь (подвид D. carota carota , также называемая кружевом королевы Анны) произрастает в Евразии и, как считается, была одомашнена в Центральной Азии около 1000 г.В ходе археологических раскопок были обнаружены доисторические семена, что позволяет предположить, что растение использовалось в медицине до того, как его съедобный корень одомашнили. Морковь выращивалась в Китае и северо-западной Европе к XIII веку, а дикая морковь была непреднамеренно распространена как сорняк в Соединенных Штатах во время европейской колонизации. Домашняя морковь (подвид D. carota sativus ) в настоящее время широко выращивается во всех зонах умеренного климата. В 20-м веке знания о ценности каротина (провитамина А) повысили ценность моркови, богатого источника питательных веществ.

Растениям требуются прохладные или умеренные температуры, и они не выращиваются летом в более теплых регионах. Им нужна глубокая, богатая, но рыхлая почва. Современные машины сеют семена редко, полосами, чтобы дать место для развития растений без прореживания. Прямостоячая розетка из двухсоставных, мелкодисперсных листьев нормально развивается над землей в первый сезон. Съедобная морковь и прикрепленные к ней корни внизу. Если не собирать урожай, растение переживает зиму, и в следующий вегетационный период появляются большие разветвленные цветоносы.Крошечные белые или розоватые цветки расположены на больших сложных пучках (зонтиках) на концах основного стебля и ветвей. Колючие семена образуются в небольших сегментированных плодах, называемых шизокарпами. У семян, которые продаются для посадки, удаляют колючки.

садоводство: овощи

Морковь в огороде.

© Yelkin / Fotolia

Свежая морковь должна быть твердой и хрустящей, с гладкой и безупречной кожицей. Ярко-оранжевый цвет указывает на высокое содержание каротина; меньшие типы - самые нежные.Морковь используется в салатах и ​​в качестве приправы, а также подается как приготовленные овощи, тушеные блюда и супы.

Получите эксклюзивный доступ к контенту из нашего первого издания 1768 с вашей подпиской. Подпишитесь сегодня .

Смотрите также


Информация
Посетители, находящиеся в группе Гости, не могут оставлять комментарии к данной публикации.



Понравился рецепт? Подпишись на RSS! Подписаться!