De quanto trigo precisamos? Uma previsão é precisamos que a produção dobre entre 2005 e 2050. Este desafio é mais difícil devido ao estresse abiótico com as mudanças climáticas. Long Li e colegas têm examinado a morfologia do sistema radicular. A morfologia do sistema radicular é importante para a agricultura sustentável, mas a base genética das características da raiz e sua relação com as características da parte aérea ainda precisam ser compreendidas. O objetivo deste estudo foi dissecar a base genética de características de raízes em estádios tardios de crescimento e suas implicações em características de parte aérea em trigo.

Fenotipagem de traços de raiz.
Fenotipagem de características de raiz. (A) Tubos de PVC foram enterrados em uma cova de solo. (B) Sacos cheios de solo foram inseridos em cada tubo. (C) Plantas no estágio de junção. (D) As raízes foram preliminarmente lavadas com uma peneira. (E) As raízes foram posteriormente lavadas em caixas de plástico. (F) Tubos de minirhizotron foram enterrados no solo com um ângulo de inclinação de 45° para medir características de raiz em cada parcela de teste. (G) Imagens de minirhizotron foram coletadas por um sistema de monitoramento de raízes CI-600. Imagem: Long Li et al. 2019.

As acessões com raízes profundas apresentaram menor temperatura do dossel (CT) e maior rendimento de grãos por planta (YPP) do que aquelas com raízes superficiais. No entanto, nenhuma relação significativa foi identificada entre o peso seco da raiz e as características da parte aérea. Noventa e três loci significativamente associados (SALs) foram detectados pelo modelo linear misto, entre os quais três foram SALs centrais (Co-6A, Co-6B e Co-6D) associado à profundidade da raiz nos estágios de inicialização e preenchimento de grão médio, bem como CT e YPP.

Os resultados da varredura do sistema Minirhizotron sugeriram que os genes causais nos três SALs podem regular o alongamento da raiz no campo. A independência hereditária entre a profundidade da raiz e o PH foi demonstrada pela análise do desequilíbrio de ligação. O YPP foi significativamente maior em genótipos que combinaram alelos marcadores favoráveis ​​(FMAs) para profundidade de raiz e PH, sugerindo que uma raiz profunda e altura de planta mais curta são características adequadas para piramidar alelos alvo por melhoramento assistido por marcadores moleculares.

Esses resultados revelaram regiões genômicas promissoras para a descoberta de genes funcionais de características de raiz no período de crescimento tardio, maior compreensão da correlação entre características de raiz e parte aérea e facilitará o estudo intensivo sobre morfologia de raiz e reprodução por meio de design molecular.