El establecimiento exitoso de una plántula de planta es un determinante crítico de la salud y supervivencia de la planta a largo plazo. El establecimiento exitoso depende de la respuesta de la semilla en germinación y de la plántula en crecimiento a muchos factores internos y externos. La respuesta de una plántula a la luz después de emerger del suelo se caracteriza por cambios importantes en el crecimiento y desarrollo, denominados colectivamente fotomorfogénesis. Estos incluyen la expansión de los cotiledones, el aumento del crecimiento de las raíces y la producción de clorofila. Si bien esta secuencia de cambios de desarrollo fotomorfogénicos ha sido bien caracterizada, el proceso en sí puede ser muy variable de forma individual. Las imágenes de alta resolución y el procesamiento computacional se han convertido en herramientas útiles para la cuantificación de fenotipos fotomorfogénicos. Son particularmente valiosos para estudiar procesos dinámicos en tiempo real.
En su nuevo estudio publicado en AoBP, Stephen Deslauriers de la Universidad de Minnesota presenta una nueva metodología para el estudio de la fotomorfogénesis utilizando imágenes de alta resolución y la medición de la tasa de crecimiento utilizando una cámara de visión por computadora y el software ImageJ de código abierto.. El estudio buscó: (i) desarrollar una metodología de imágenes que pudiera capturar cambios en la tasa de crecimiento a medida que las plántulas pasan de la oscuridad a la luz azul en tiempo real, y (ii) aplicar esta metodología al análisis de locus de rasgo cuantitativo único (QTL) utilizando el Cvi × Ler población de mapeo de línea consanguínea recombinante (RIL) de Arabidopsis thaliana.
Deslauriers descubrió que un curso de tiempo de 8 h, que consta de 3 h en la oscuridad y 5 h de exposición a la luz azul, es suficiente para resolver diferencias significativas en la tasa de crecimiento en cada condición. El análisis de QTL detectó loci significativos asociados con la tasa de crecimiento oscuro en el cromosoma 5 y loci significativos asociados con la tasa de crecimiento claro en el cromosoma 2 en la población de mapeo RIL. Los genes candidatos asociados con estos loci, como el locus ER previamente caracterizado, resaltan la aplicación de este enfoque para el análisis de QTL. Deslauriers concluyó que la metodología se puede utilizar para la identificación de elementos genéticos que regulan las respuestas de las plántulas a la luz; sin embargo, los refinamientos del sistema de imágenes, incluido el uso de múltiples cámaras, mejorarían en gran medida el análisis QTL de las características relacionadas con la fotomorfogénesis.
Para obtener más información sobre el hardware y la configuración de imágenes utilizados en el estudio, visite fitomorfo.wisc.edu.
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Deslauriers, SD, 2021. Imágenes de alta resolución como herramienta para identificar loci de rasgos cuantitativos que regulan la fotomorfogénesis en Arabidopsis thaliana. AoB PLANTS. https://doi.org/10.1093/aobpla/plab063
