PlantScreen植物表型成像分析系統(tǒng)應(yīng)用

——轉(zhuǎn)錄組水平amiRNA篩選鑒定擬南芥激素運輸功能基因

信號分子的運輸在調(diào)節(jié)植物生長、發(fā)育和環(huán)境應(yīng)答方面起到非常重要的作用。顯著的例子就是植物激素的空間分布控制植物發(fā)育模式。

以色列特拉維夫大學Eilon Shani研究團隊使用amiRNA進行轉(zhuǎn)錄組多目標正向遺傳篩選，形成了3000個株系的文庫，表達了1777amiRNA。通過鑒定基因型和量化表型，其中80個株系表現(xiàn)出可重復(fù)的莖生長表型。在這個種群中，研究者發(fā)現(xiàn)并描述了未研究過的ABCB6和ABCB20基因在激素運輸和響應(yīng)方法的重要作用。這一研究成果發(fā)表在《Nature Communications》。

這一研究工作的關(guān)鍵點之一是對大量的樣品進行定量化表型測量與分析，通過表型鑒定來確定研究的功能基因。如果使用傳統(tǒng)的表型測量技術(shù)，工作量將是非常巨大的，而且數(shù)據(jù)結(jié)果中可能會有各種因素造成的大量誤差。而本研究中使用的PlantScreen高通量植物表型成像分析系統(tǒng)運用ZX的植物表型成像分析技術(shù)WM解決了這一問題。

研究者通過PlantScreen高通量植物表型成像分析系統(tǒng)模擬正常的生長條件，通過RGB彩色成像單元和FluorCam葉綠素熒光成像單元進行植物色差（植物色彩分布與比例）、形態(tài)學（葉面積、周長、離心率、旋轉(zhuǎn)對稱性、圓度、緊密度）、光合作用（熒光衰減比率Rfd_Lss、小熒光F₀、光穩(wěn)態(tài)PSII量子產(chǎn)額QY_Lss、光穩(wěn)態(tài)ZD熒光Fm_Lss、ZDPSII量子產(chǎn)額QY_max、光穩(wěn)態(tài)非光化學淬滅NPQ_Lss、光穩(wěn)態(tài)ZDPSII量子產(chǎn)額Fv/Fm_Lss）。

通過對著一系列表型數(shù)據(jù)的分析，研究者確定了這些株系是一個獨特的遺產(chǎn)資源，非常有利于理解植物激素運輸過程。他們正是通過表型發(fā)生顯著變化的株系，發(fā)現(xiàn)了ABCB6和ABCB20基因在激素運輸和響應(yīng)方法中發(fā)揮的作用。

參考文獻：

Zhang Y, et al. 2018. A transportome-scale amiRNA-based screen identi?es redundant roles of Arabidopsis ABCB6 and ABCB20 in auxin transport. Nature Communications 9, 4204