O estabelecimento bem-sucedido de uma muda de planta é um determinante crítico da saúde e sobrevivência da planta a longo prazo. O estabelecimento bem-sucedido depende da resposta da semente em germinação e da plântula em crescimento a muitos fatores internos e externos. A resposta de uma plântula à luz após a emergência do solo é caracterizada por importantes mudanças no crescimento e desenvolvimento, denominadas coletivamente de fotomorfogênese. Estes incluem a expansão dos cotilédones, aumento do crescimento das raízes e produção de clorofila. Embora essa sequência de mudanças de desenvolvimento fotomorfogênicas tenha sido bem caracterizada, o processo em si pode ser altamente variável individualmente. Imagens de alta resolução e processamento computacional surgiram como ferramentas úteis para a quantificação de fenótipos fotomorfogênicos. Eles são particularmente valiosos para estudar processos dinâmicos em tempo real.
Em seu novo estudo publicado em AoBP, Stephen Deslauriers, da Universidade de Minnesota, apresenta uma nova metodologia para o estudo da fotomorfogênese usando imagens de alta resolução e medição da taxa de crescimento usando uma câmera de visão computacional e o software ImageJ de código aberto. O estudo procurou: (i) desenvolver uma metodologia de imagem que pudesse capturar mudanças na taxa de crescimento à medida que as mudas transitam da escuridão para a luz azul em tempo real e (ii) aplicar essa metodologia à análise de locus de característica quantitativa única (QTL) usando o método Cvi × Ler população de mapeamento de linhagem endogâmica recombinante (RIL) de Arabidopsis thaliana.
Deslauriers descobriu que um curso de 8 horas, consistindo de 3 horas no escuro e 5 horas de exposição à luz azul, é suficiente para resolver diferenças significativas na taxa de crescimento em cada condição. A análise de QTL detectou loci significativos associados à taxa de crescimento escuro no cromossomo 5 e loci significativos associados à taxa de crescimento claro no cromossomo 2 na população de mapeamento RIL. Os genes candidatos associados a esses loci, como o locus ER previamente caracterizado, destacam a aplicação dessa abordagem para análise de QTL. Deslauriers concluiu que a metodologia pode ser usada para identificação de elementos genéticos que regulam as respostas das mudas à luz, porém refinamentos no sistema de imagem, incluindo o uso de múltiplas câmeras, melhorariam muito a análise de QTL de características relacionadas à fotomorfogênese.
Para obter mais informações sobre a configuração de hardware e imagem usada no estudo, visite fitomorfo.wisc.edu.
LEIA O ARTIGO
Deslauriers, SD, 2021. Imagem de alta resolução como ferramenta para identificar loci de características quantitativas que regulam a fotomorfogênese em Arabidopsis thaliana. AoB PLANTS. https://doi.org/10.1093/aobpla/plab063
