Name: a telemetric, gravimetric platform for real-time physiological phenotyping of plant&ndash;environment interactions
Uploaded: 2020-08-05T13:00:00
Duration: 15 min 30 s
Description: Watch this Scientific Journal Video about A Telemetric, Gravimetric Platform for Real-Time Physiological Phenotyping of PlantÃ¢â‚¬â€œEnvironment Interactions at JoVE.com

وقد تم دعم هذا العمل من قبل برنامج البحوث المشتركة بين المؤسسة الدولية للعلوم والتكنولوجيا والشؤون الاجتماعية (منحة رقم 2436/18) كما تم دعمه جزئيا من قبل وزارة الزراعة والتنمية الريفية الإسرائيلية (مراكز يوجين كاندل المعرفية) كجزء من جذر المسألة - مركز المعرفة لمنطقة الجذر للاستفادة من الزراعة الحديثة.

<ol>
	<li>Ray, D. K., Mueller, N. D., West, P. C., Foley, J. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Yield+Trends+Are+Insufficient+to+Double+Global+Crop+Production+by+2050.">Yield Trends Are Insufficient to Double Global Crop Production by 2050.</a> PLoS One. 8, 66428 (2013).</li><li>Food and Agriculture Organization of the United Nations. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> The future of food and agriculture: Trends and challenges. , (2017).</li><li>Dhankher, O. P., Foyer, C. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Climate+resilient+crops+for+improving+global+food+security+and+safety.">Climate resilient crops for improving global food security and safety.</a> Plant, Cell &amp; Environment. 41, 877-884 (2018).</li><li>Chen, D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Dissecting+the+phenotypic+components+of+crop+plant+growthand+drought+responses+based+on+high-throughput+image+analysis+w+open.">Dissecting the phenotypic components of crop plant growthand drought responses based on high-throughput image analysis w open.</a> Plant Cell. 26, 4636-4655 (2014).</li><li>Ubbens, J. R., Stavness, I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Deep+Plant+Phenomics:+A+Deep+Learning+Platform+for+Complex+Plant+Phenotyping+Tasks.">Deep Plant Phenomics: A Deep Learning Platform for Complex Plant Phenotyping Tasks.</a> Frontiers in Plant Science. , (2017).</li><li>Danzi, D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Can+High+Throughput+Phenotyping+Help+Food+Security+in+the+Mediterranean+Area.">Can High Throughput Phenotyping Help Food Security in the Mediterranean Area.</a> Frontiers in Plant Science. , (2019).</li><li>Miflin, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Crop+improvement+in+the+21st+century.">Crop improvement in the 21st century.</a> Journal of Experimental Botany. 51, 1-8 (2000).</li><li>Dalal, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Dynamic+Physiological+Phenotyping+of+Drought-Stressed+Pepper+Plants+Treated+With+"Productivity-Enhancing"+and+"Survivability-Enhancing"+Biostimulants.">Dynamic Physiological Phenotyping of Drought-Stressed Pepper Plants Treated With "Productivity-Enhancing" and "Survivability-Enhancing" Biostimulants.</a> Frontiers in Plant Science. , (2019).</li><li>Moshelion, M., Altman, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Current+challenges+and+future+perspectives+of+plant+and+agricultural+biotechnology.">Current challenges and future perspectives of plant and agricultural biotechnology.</a> Trends in Biotechnology. 33, 337-342 (2015).</li><li>Singh, A., Ganapathysubramanian, B., Singh, A. K., Sarkar, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Machine+Learning+for+High-Throughput+Stress+Phenotyping+in+Plants.">Machine Learning for High-Throughput Stress Phenotyping in Plants.</a> Trends in Plant Science. 21, 110-124 (2016).</li><li>Houle, D., Govindaraju, D. R., Omholt, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Phenomics:+The+next+challenge.">Phenomics: The next challenge.</a> Nature Reviews Genetics. 11, 855-866 (2010).</li><li>Fiorani, F., Schurr, U. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Future+Scenarios+for+Plant+Phenotyping.">Future Scenarios for Plant Phenotyping.</a> Annual Review of Plant Biology. 64, 267-291 (2013).</li><li>Tardieu, F., Cabrera-Bosquet, L., Pridmore, T., Bennett, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Plant+Phenomics,+From+Sensors+to+Knowledge.">Plant Phenomics, From Sensors to Knowledge.</a> Current Biology. 27, 770-783 (2017).</li><li>Negin, B., Moshelion, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+advantages+of+functional+phenotyping+in+pre-field+screening+for+drought-tolerant+crops.">The advantages of functional phenotyping in pre-field screening for drought-tolerant crops.</a> Functional Plant Biology. , (2017).</li><li>Gebremedhin, A., Badenhorst, P. E., Wang, J., Spangenberg, G. C., Smith, K. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Prospects+for+measurement+of+dry+matter+yield+in+forage+breeding+programs+using+sensor+technologies.">Prospects for measurement of dry matter yield in forage breeding programs using sensor technologies.</a> Agronomy. 9, 65 (2019).</li><li>Roitsch, T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=New+sensors+and+data-driven+approaches-A+path+to+next+generation+phenomics.">New sensors and data-driven approaches-A path to next generation phenomics.</a> Plant Science. 282, 2-10 (2019).</li><li>Li, L., Zhang, Q., Huang, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+review+of+imaging+techniques+for+plant+phenotyping.">A review of imaging techniques for plant phenotyping.</a> Sensors (Switzerland). 14, 20078-20111 (2014).</li><li>Gosa, S. C., Lupo, Y., Moshelion, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Quantitative+and+comparative+analysis+of+whole-plant+performance+for+functional+physiological+traits+phenotyping:+New+tools+to+support+pre-breeding+and+plant+stress+physiology+studies.">Quantitative and comparative analysis of whole-plant performance for functional physiological traits phenotyping: New tools to support pre-breeding and plant stress physiology studies.</a> Plant Science. 282, 49-59 (2019).</li><li>Araus, J. L., Cairns, J. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Field+high-throughput+phenotyping:+the+new+crop+breeding+frontier.">Field high-throughput phenotyping: the new crop breeding frontier.</a> Trends in Plant Science. 19, 52-61 (2014).</li><li>Ito, V. C., Lacerda, L. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Black+rice+(Oryza+sativa+L.):+A+review+of+its+historical+aspects,+chemical+composition,+nutritional+and+functional+properties,+and+applications+and+processing+technologies.">Black rice (Oryza sativa L.): A review of its historical aspects, chemical composition, nutritional and functional properties, and applications and processing technologies.</a> Food Chemistry. 301, 125304 (2019).</li><li>Anjum, S. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=physiological+and+biochemical+responses+of+plants+to+drought+stress.">physiological and biochemical responses of plants to drought stress.</a> African Journal of Agricultural Research. , (2011).</li><li>Halperin, O., Gebremedhin, A., Wallach, R., Moshelion, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=High-throughput+physiological+phenotyping+and+screening+system+for+the+characterization+of+plant-environment+interactions.">High-throughput physiological phenotyping and screening system for the characterization of plant-environment interactions.</a> The Plant Journal. 89, 839-850 (2017).</li><li>Yaaran, A., Negin, B., Moshelion, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Role+of+guard-cell+ABA+in+determining+steady-state+stomatal+aperture+and+prompt+vapor-pressure-deficit+response.">Role of guard-cell ABA in determining steady-state stomatal aperture and prompt vapor-pressure-deficit response.</a> Plant Science. 281, 31-40 (2019).</li><li>Dalal, A., Attia, Z., Moshelion, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=To+produce+or+to+survive:+how+plastic+is+your+crop+stress+physiology.">To produce or to survive: how plastic is your crop stress physiology.</a> Frontiers in Plant Science. 8, 2067 (2017).</li><li>Araus, J. L., Kefauver, S. C., Zaman-Allah, M., Olsen, M. S., Cairns, J. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Translating+High-Throughput+Phenotyping+into+Genetic+Gain.">Translating High-Throughput Phenotyping into Genetic Gain.</a> Trends in Plant Science. 23, 451-466 (2018).</li><li>Ghanem, M. E., Marrou, H., Sinclair, T. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Physiological+phenotyping+of+plants+for+crop+improvement.">Physiological phenotyping of plants for crop improvement.</a> Trends in Plant Science. 20, 139-144 (2015).</li><li>Sinclair, T. R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Pot+binding+as+a+variable+confounding+plant+phenotype:+theoretical+derivation+and+experimental+observations.">Pot binding as a variable confounding plant phenotype: theoretical derivation and experimental observations.</a> Planta. 245, 729-735 (2017).</li></ol>

ليس لدى أصحاب البلاغ ما يكشفون عنه.

تعكس فجوة المعرفة في النمط الجيني -النمط الظاهري تعقيد التفاعلات البيئية من النمط الجيني x (التي استعرضها18،24). قد يكون من الممكن سد هذه الفجوة من خلال استخدام عالية الدقة، HTP-telemetric التشخيص ومنصات الفرز الظاهري التي يمكن استخدامها لدراسة الأداء الفسيولوجي للنبات كله والمياه- حركية العلاقة8,9. تعقيد التفاعلات البيئية النمط الجيني x يجعل الظاهري تحديا، لا سيما في ضوء مدى سرعة النباتات استجابة لبيئاتها المتغيرة. وعلى الرغم من توافر نظم مختلفة للدّينات في الوقت الراهن، فإن معظم تلك النظم يعتمد على الاستشعار عن بعد وتقنيات التصوير المتقدمة. وعلى الرغم من أن هذه النظم توفر قياسات متزامنة، فإن قياساتها تقتصر إلى حد ما على الصفات المورفولوجية والفيزيولوجية غير المباشرة25. الصفات الفسيولوجية مهمة جدا في سياق الاستجابة أو الحساسية للظروف البيئية26. لذلك ، يمكن أن توفر القياسات المباشرة التي يتم اتخاذها باستمرار وفي وقت واحد بدقة عالية جدًا (على سبيل المثال ، 3 دقائق) وصفًا دقيقًا جدًا للسلوك الفسيولوجي للنبات. وعلى الرغم من تلك المزايا الكبيرة لنظام قياس الموارد، يجب أيضاً أن تؤخذ في الاعتبار حقيقة أن هذا النظام ينطوي على بعض العيوب المحتملة. وتنجم المساوئ الرئيسية عن الحاجة إلى العمل مع الأواني وفي ظروف الدفيئة، التي يمكن أن تشكل تحديات كبرى أمام تنظيم المعالجة (لا سيما تنظيم معالجة الجفاف) وقابلية التكرار التجريبي.
من أجل معالجة هذه القضايا، ينبغي للمرء أن توحيد الضغوط المطبقة، وخلق بنية تجريبية عشوائية حقا، والحد من آثار وعاء ومقارنة السلوكيات الديناميكية متعددة من النباتات في ظل الظروف البيئية المتغيرة في غضون فترة قصيرة من الزمن. 10- يتناول نهج ال PHTP-telemetric العملي الظاهر الوارد وصفه في هذه الورقة تلك المسائل كما هو مبين أدناه.
من أجل ربط استجابة المصنع الديناميكية مع بيئتها الديناميكية والتقاط صورة كاملة وكبيرة للتفاعلات المعقدة بين النبات والبيئة ، يجب قياس الظروف البيئية (الشكل 4) والاستجابات النباتية (الشكل التكميلي 9B) بشكل مستمر. هذه الطريقة تمكن من قياس التغيرات المادية في بوتينغ المتوسطة والغلاف الجوي بشكل مستمر وفي وقت واحد، جنبا إلى جنب مع الصفات النباتية (التربة - النبات - الغلاف الجوي المستمر، SPAC).
للتنبؤ على أفضل وجه كيف ستتصرف النباتات في هذا المجال ، من المهم تنفيذ عملية الفينوتيب في ظل ظروف مماثلة قدر الإمكان لتلك الموجودة في الحقل18. نقوم بإجراء التجارب في دفيئة تحت ظروف شبه خاضعة لتقليد الظروف الميدانية قدر الإمكان. واحدة من أهم الشروط هو نمو أو بوتينغ المتوسطة. اختيار أنسب بوتينغ المتوسطة لتجربة نظام gravimetric أمر بالغ الأهمية. من المستحسن اختيار وسط التربة التي تستنزف بسرعة، ويسمح لتحقيق سريع للقدرة وعاء ولديه قدرة وعاء مستقرة للغاية، كما أن هذه الميزات تسمح لقياسات أكثر دقة من قبل نظام gravimetric. بالإضافة إلى ذلك، يجب أيضا النظر في العلاجات المختلفة التي سيتم تطبيقها في التجربة. على سبيل المثال، تتطلب العلاجات التي تتضمن الأملاح أو الأسمدة أو المواد الكيميائية استخدام وسيط صيّغ خامل، ويفضل أن يكون ذلك باستخدام قدرة منخفضة على التبادل. ومن شأن علاجات الجفاف المطبقة على الأنواع النباتية المنخفضة الاضاءة أن تعمل على أفضل نحو مع وسائط البوتينغ ذات المستويات المنخفضة نسبياً من VWC. وعلى النقيض من ذلك، فإن علاجات الجفاف البطيئة المطبقة على النباتات عالية التهيئة ستعمل بشكل أفضل مع وسائل الإعلام بوتينغ مع مستويات VWC عالية نسبيا. إذا كانت الجذور مطلوبة لتحليل ما بعد التجربة (مثل مورفولوجيا الجذر، والوزن الجاف، وما إلى ذلك)، فإن استخدام وسيط ذي محتوى منخفض نسبياً من المواد العضوية (أي الرمل أو السيراميك المسامي أو البيرلايت) سيجعل من الأسهل غسل الجذور دون الإضرار بها. بالنسبة للتجارب التي ستستمر لفترات أطول ، من المستحسن تجنب الوسائط الغنية بالمواد العضوية ، لأن هذه المادة العضوية قد تتحلل مع مرور الوقت. يرجى الاطلاع على الجدول 1 والجدول 2 للحصول على معلومات أكثر تفصيلاً عن هذا الموضوع.
المجال الظاهرية والظاهرة الدفيئة (ما قبل الميدان) لها أهدافها الخاصة وتتطلب مجموعة تجريبية مختلفة. يساعد الانتقاء الظاهري قبل الميدانية على اختيار الأنماط الجينية المرشحة الواعدة التي لديها احتمال كبير في القيام بعمل جيد في الميدان ، للمساعدة في جعل التجارب الميدانية أكثر تركيزًا وفعالية من حيث التكلفة. ومع ذلك ، قبل الحقل الظاهري ينطوي على عدد من القيود (على سبيل المثال ، آثار وعاء) التي يمكن أن تسبب النباتات لأداء مختلف مما كانت عليه في ظل الظروف الميدانية18،27. حجم وعاء صغير، وفقدان المياه عن طريق التبخر والتدفئة من المقاييس هي أمثلة على العوامل في تجارب الاحتباس الحراري التي قد تؤدي إلى آثار وعاء18. تم تصميم الأسلوب الموضح هنا لتقليل تلك التأثيرات المحتملة بالطريقة التالية:
(أ) يتم اختيار حجم الوعاء على أساس النمط الجيني الذي سيتم فحصه. النظام قادر على دعم أحجام مختلفة وعاء (تصل إلى 25 لتر) ومعالجات الري، مما يتيح فحص أي نوع من النباتات المحاصيل. (ب) يتم عزل الأواني ومقاييس الموازين لمنع نقل الحرارة وأي ارتفاع في درجة حرارة الأواني. (ج) ينطوي هذا النظام على نظام للري والصرف مصمم بعناية. (د) هناك وحدة تحكم منفصلة لكل وعاء، لتمكين التعشية الحقيقية مع الري الذاتي والعلاجات التي تخضع للمراقبة الذاتية. (هـ) يأخذ البرنامج في الاعتبار VPD المحلية المصانع في حساب القذف المظلة. يرجى الاطلاع على توطين محطات VPD المتعددة في الشكل 1J.
يتضمن هذا النظام قياسات فسيولوجية مباشرة في كثافات النباتات الشبيهة بالميدان ، مما يلغي الحاجة إلى إما مساحات كبيرة بين النباتات أو تحريك النباتات للphenotyping القائم على الصور. ويشمل هذا النظام تحليل البيانات في الوقت الحقيقي، فضلا عن القدرة على الكشف بدقة نقطة الإجهاد الفسيولوجية (بلانت) لكل مصنع. وهذا يمكن الباحث من مراقبة النباتات واتخاذ القرارات بشأن كيفية إجراء التجربة وكيفية جمع أي عينات على مدار التجربة. تسهل معايرة الوزن السهلة والبسيطة للنظام عملية معايرة فعالة. نظم عالية الإنتاجية تولد كميات هائلة من البيانات، والتي تقدم إضافية معالجة البيانات والتحديات التحليلية11،12. تحليل في الوقت الحقيقي من البيانات الضخمة التي يتم تغذيتها مباشرة إلى البرنامج من وحدة تحكم خطوة هامة في ترجمة البيانات إلى المعرفة14 التي لها قيمة كبيرة لاتخاذ القرارات العملية.
قد تكون طريقة ال PHTP-telemetric الفيزيولوجية هذه مفيدة لإجراء تجارب الاحتباس الحراري في ظروف قريبة من الميدان. النظام قادر على قياس وحساب الاستجابات الفسيولوجية ذات الصلة بالمياه مباشرة من النباتات إلى بيئتها الحيوية، مع التغلب على معظم المشاكل المرتبطة تأثير وعاء بكفاءة. قدرات هذا النظام هي في غاية الأهمية في مرحلة ما قبل الميدان الظاهري، لأنها توفر إمكانية التنبؤ بعقوبات العائد خلال المراحل المبكرة من نمو النبات.

ضمان الأمن الغذائي لأعداد سكانية متزايدة في العالم في ظل تدهور الظروف البيئية هو حاليا أحد الأهداف الرئيسية للبحوث الزراعية1،2،3. وقد عزز توافر الأدوات الجزيئية الجديدة إلى حد كبير برامج تحسين المحاصيل. ومع ذلك، في حين توفر الأدوات الجينومية كمية هائلة من البيانات، فإن الفهم المحدود لالصفات الظاهرية الفعلية يخلق فجوة معرفية كبيرة. سد هذه الفجوة هو واحد من أكبر التحديات التي تواجه العلوم النباتية الحديثة4،5،6. لمواجهة التحديات التي تنشأ في عملية تحسين المحاصيل وتقليل الفجوة المعرفية نوعي جيني، يجب علينا أن نوازن نهج genotypic مع واحد فينوسنتي7،8.
في الآونة الأخيرة، جعلت مختلف عالية الإنتاجية الظاهري (HTP) منصات ممكن الظاهري غير تدميرية من مجموعات النباتات الكبيرة مع مرور الوقت وهذه المنصات قد تساعدنا على الحد من الفجوة المعرفة نوعي نوعيالجيلي 6،8،9،10. وتسمح تقنيات فحص HTP بقياس الصفات في أعداد هائلة من النباتات خلال فترة زمنية قصيرة نسبياً، وذلك بفضل الروبوتات والأحزمة الناقلة أو الزنايات المستخدمة لنقل النباتات أو أجهزة الاستشعار (على التوالي)، بدلاً من التقنيات التي يتم تشغيلها يدوياً على أساس تبادل الغاز أو التصوير. ومع ذلك، فإن الكميات الهائلة من البيانات التي تنتجها أنظمة المشاركة في الاتصالات تطرح تحديات إضافية في معالجة البيانات وتحليلاً11،12.
معظم هذه المنصات HTP تنطوي على تقييم سمات فينبتيبيك من خلال أجهزة الاستشعار الإلكترونية أو الحصول على صورة الآلي13,14. يتضمن فينوميات الميدان المتقدمة نشر أجهزة الاستشعار القريبة وتقنيات التصوير في الميدان، فضلا عن مقياس قياسي عالي الدقة والدقة والكبر من السكان. يجب دمج بيانات الاستشعار والصور مع بيانات أخرى متعددة النظم لإنشاء نهج فينومي كلي من الجيل الثاني16. ومع ذلك، فإن التقدم المنهجي في الحصول على البيانات، والتعامل معها ومعالجتها أصبحت ذات أهمية متزايدة، حيث أن تحديات ترجمة المعلومات المتعلقة بأجهزة الاستشعار إلى معارف قد استُهلت بشكل كبير خلال السنوات الأولى من بحوث الفينومات النباتية13. ومع ذلك ، فإن موثوقية ودقة تقنيات التصوير المتاحة حاليا للphenotyping في عمق التفاعلات الديناميكية نوعي البيئة واستجابات الإجهاد النباتي مشكوك فيها17،18. وعلاوة على ذلك، فإن النتائج الناتجة عن البيئات الخاضعة للرقابة كثيرا ما تكون مختلفة جدا عن تلك التي لوحظت في الميدان، ولا سيما عندما يتعلق الأمر بالجفاف والإجهاد الظاهري. ويرجع ذلك إلى الاختلافات في الوضع الذي تعاني منه النباتات من حيث حجم التربة، وبيئة التربة، ومقاومة الميكانيكا بسبب انخفاض رطوبة التربة أثناء الإجهاد الناجم عن الجفاف. ولذلك، فإن النتائج من البيئات الخاضعة للرقابة يصعب استقراء إلى الميدان19. وأخيراً، فإن سعر دخول أنظمة المشاركة القائمة على الصور مرتفع جداً، ليس فقط بسبب سعر أجهزة الاستشعار، ولكن أيضاً بسبب الروبوتات والأحزمة الناقلة والملطّجة، التي تتطلب أيضاً معايير أعلى من البنية التحتية لمرفق النمو والصيانة الكبيرة (العديد من الأجزاء المتحركة التي تعمل في بيئة الدفيئة).
في هذه الورقة، نقدم منصة ظاهرية قياسي بالمشاركة مصممة لحل العديد من المشاكل المذكورة أعلاه. وتتيح تكنولوجيا القياس عن بعد القياس الآلي ونقل البيانات من المصدر (المصادر) عن بُعد إلى محطة استقبال لأغراض التسجيل والتحليل. هنا ، نبرهن على منصة HTP-telemetric غير تدميرية تتضمن مقاييس وزن متعددة (نظام gravimetric) وأجهزة استشعار بيئية. ويمكن استخدام هذا النظام لجمع مجموعة واسعة من البيانات وحسابها الفوري (لا حاجة إلى تحليل الصور) مثل كسب الكتلة الحيوية للنباتات الكاملة، ومعدلات التتحين، والتسحال الدوّانة، وتدفقات الجذور، وكفاءة استخدام المياه. ويمثل التحليل في الوقت الحقيقي للبيانات الضخمة التي يتم تغذيتها مباشرة إلى البرنامج من وحدة التحكم في النظام خطوة هامة في ترجمة البيانات إلى المعرفة14 التي لها قيمة كبيرة في صنع القرار العملي، مما يوسع إلى حد كبير المعرفة التي يمكن الحصول عليها من تجارب التحلل البيئي الخاضعة للرقابة، بشكل عام، ودراسات الاحتباس الحراري للإجهاد على الجفاف، على وجه الخصوص.
ومن المزايا الأخرى لمنصة القياس عن بعد قابلية التوسع وسهولة التركيب ومتطلباتها الدنيا من البنية التحتية لمرفق النمو (أي يمكن تركيبها بسهولة في معظم مرافق النمو). وعلاوة على ذلك، وبما أن هذا النظام القائم على أجهزة الاستشعار لا يحتوي على أجزاء متحركة، فإن تكاليف الصيانة منخفضة نسبيا، بما في ذلك كل من سعر الدخول وتكاليف الصيانة الطويلة الأجل. فعلى سبيل المثال، فإن سعر نظام قياس الجرافيمترات الذي يضم 20 وحدة، بما في ذلك نظام تغذية التغذية المرتدة لكل محطة ومحطة للأرصاد الجوية والبرامجيات، سيكون مماثلا لسعر نظام واحد محمول لتبادل الغازات لعلامة تجارية رائدة.
الأرز(Oryza sativa L.) كان يستخدم كمحصول نموذجي والجفاف هو العلاج فحص. وقد تم اختيار الأرز لأنه محصول الحبوب الرئيسية مع التنوع الوراثي واسعة وأنه هو الغذاء الرئيسي لأكثر من نصف سكان العالم20. الجفاف هو عامل إجهاد بيئي غير أحيائي رئيسي يمكن أن يضعف نمو النبات وتنميتها، مما يؤدي إلى انخفاض غلة المحاصيل21. وقد استُخدم هذا الجمع بين المعالجة المحصولية لبيان قدرات المنصة وكمية ونوعية البيانات التي يمكن أن تنتجها. لمزيد من المعلومات حول الخلفية النظرية لهذه الطريقة، يرجى الاطلاع على 22.

<table>
<tbody>
<tr>
<td>Atmospheric Probes </td>
<td>SpectrumTech/Meter group</td>
<td>3686WD</td>
<td>Watchdog 2475</td>
</tr>
<tr>
<td>&nbsp;</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>40027</td>
<td>VP4</td>
</tr>
<tr>
<td>Array Randomizer</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>None</td>
<td>The software "Array Randomizer" can be used for creating an experimental design of a randomized block design, or fully random design. It was developed to have better control over the random distribution of the experimental samples (plants) in order to normalize the atmospheric microvariation inside the greenhouse.</td>
</tr>
<tr>
<td>&nbsp;</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Free download and more information, please click on the following link: https://drive.google.com/open?id=1y4QbTpxRK5Lx430xzu1RFdrlcL8pz_1q</td>
</tr>
<tr>
<td>Cavity trays</td>
<td>Danish size with curved rim for nursery</td>
<td>30162</td>
<td>4X4X7 Cell, 84 cell per tray https://desch.nl/en/products/seed_propagation_trays/danish-size-with-curved-rim-for-nursery~p92</td>
</tr>
<tr>
<td>Coarse sand</td>
<td>Negev Industrial Minerals Ltd., Israel </td>
<td>&nbsp;</td>
<td>&nbsp;</td>
</tr>
<tr>
<td>Compost</td>
<td>Tuff Marom Golan, Israel</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>&nbsp;</td>
</tr>
<tr>
<td>Data Analysis software </td>
<td>Plant-Ditech Ltd., Israel</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>SPAC Analytics</td>
</tr>
<tr>
<td>Drippers</td>
<td>Netafim</td>
<td>21500-001520</td>
<td>PCJ 8L/h</td>
</tr>
<tr>
<td>Fine sand</td>
<td>Negev Industrial Minerals Ltd., Israel </td>
<td>&nbsp;</td>
<td>&nbsp;</td>
</tr>
<tr>
<td>Loamy soil (natural soil)</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>&nbsp;</td>
</tr>
<tr>
<td>Nylon mesh</td>
<td>Not relevant (generic products)</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>&nbsp;</td>
</tr>
<tr>
<td>Operating software </td>
<td>Plant-Ditech Ltd., Israel</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Plantarray Feedback Control (PFC)</td>
</tr>
<tr>
<td>Peat-based soil</td>
<td>Klasmann-Deilmann GmbH, Germany</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>&nbsp;</td>
</tr>
<tr>
<td>Perlite</td>
<td>Agrekal , Israel</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>&nbsp;</td>
</tr>
<tr>
<td>Plantarray 3.0 system</td>
<td>Plant-Ditech Ltd., Israel</td>
<td>SCA400s</td>
<td>Weighing lysimeters</td>
</tr>
<tr>
<td>&nbsp;</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>PLA300S</td>
<td>Planter unit container</td>
</tr>
<tr>
<td>&nbsp;</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>CON100</td>
<td>Control unit </td>
</tr>
<tr>
<td>&nbsp;</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>part of the planter set</td>
<td>Fiberglass stick</td>
</tr>
<tr>
<td>&nbsp;</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>part of the planter set</td>
<td>Gasket ring</td>
</tr>
<tr>
<td>&nbsp;</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Operating software</td>
</tr>
<tr>
<td>&nbsp;</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>SPAC Analytics software</td>
</tr>
<tr>
<td>Porous, ceramic, mixed-sized medium</td>
<td>Greens Grade, PROFILE Products LLC., USA</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>&nbsp;</td>
</tr>
<tr>
<td>Porous, ceramic, small-sized medium</td>
<td>Greens Grade, PROFILE Products LLC., USA</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>&nbsp;</td>
</tr>
<tr>
<td>Pots</td>
<td>Not relevant (generic products)</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>&nbsp;</td>
</tr>
<tr>
<td>Soil</td>
<td>Bental 11 by Tuff Marom Golan </td>
<td>&nbsp;</td>
<td>&nbsp;</td>
</tr>
<tr>
<td>Soil Probes </td>
<td>Meter group</td>
<td>40567</td>
<td>5TE</td>
</tr>
<tr>
<td>&nbsp;</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>40636</td>
<td>5TM</td>
</tr>
<tr>
<td>&nbsp;</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>40478</td>
<td>GS3</td>
</tr>
<tr>
<td>Vermiculite</td>
<td>Agrekal , Israel</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>&nbsp;</td>
</tr>
</tbody>
</table>

a telemetric, gravimetric platform for real-time physiological phenotyping of plant&ndash;environment interactions

10 - يشكل الأمن الغذائي لسكان العالم المتزايدين مصدر قلق كبير. والبيانات التي توفرها الأدوات الجينومية تتجاوز بكثير ما توفره من بيانات فينبتيبيك، مما يخلق فجوة معرفية. ولمقابلة التحدي المتمثل في تحسين المحاصيل من أجل إطعام سكان العالم المتزايدين، يجب سد هذه الفجوة.
تعتبر السمات الفسيولوجية سمات وظيفية رئيسية في سياق الاستجابة أو الحساسية للظروف البيئية. 10- وتستند تقنيات الفينوتيب العالية الإنتاجية (HTP) التي أدخلت مؤخراً إلى الاستشعار عن بعد أو التصوير، وهي قادرة على قياس الصفات المورفولوجية بشكل مباشر، ولكنها تقيس المعلمات الفسيولوجية بشكل رئيسي بشكل غير مباشر.
هذه الورقة تصف طريقة للphenotyping الفسيولوجية المباشرة التي لديها العديد من المزايا للذهون الوظيفية للتفاعلات النباتية والبيئة. فهو يساعد المستخدمين على التغلب على العديد من التحديات التي تواجهها في استخدام أنظمة gravimetric خلايا الحمل وتجارب وعاء. وستمكن التقنيات المقترحة المستخدمين من التمييز بين وزن التربة ووزن النبات ومحتوى مياه التربة، مما يوفر طريقة للقياس المستمر والمتزامن للتربة الديناميكية والظروف النباتية والغلاف الجوي، إلى جانب قياس السمات الفسيولوجية الرئيسية. هذه الطريقة تسمح للباحثين بتقليد سيناريوهات الإجهاد الميداني عن كثب مع الأخذ في الاعتبار آثار البيئة على فسيولوجيا النباتات. هذا الأسلوب يقلل أيضا من آثار وعاء، والتي هي واحدة من المشاكل الرئيسية في ظاهري ما قبل الميدان. وهو يتضمن نظام تغذية الظهر الرتض الذي يتيح تصميم تجريبية عشوائية حقا في كثافة النباتات مثل الحقل. ويرصد هذا النظام عتبة الحد من محتوى التربة والماء (θ) ويسمح بترجمة البيانات إلى المعارف من خلال استخدام أداة تحليلية آنية ومورد إحصائي على الإنترنت. هذه الطريقة لقياس سريع ومباشر من الاستجابات الفسيولوجية من النباتات متعددة إلى بيئة ديناميكية لديه إمكانات كبيرة لاستخدامها في الفحص لالصفات المفيدة المرتبطة الاستجابات للإجهاد اللاأحيائي، في سياق تربية ما قبل الحقول وتحسين المحاصيل.

Watch this Scientific Journal Video about A Telemetric, Gravimetric Platform for Real-Time Physiological Phenotyping of PlantÃ¢â‚¬â€œEnvironment Interactions at JoVE.com

A Telemetric, Gravimetric Platform for Real-Time Physiological Phenotyping of PlantÃƒÂ¢Ã¢â€šÂ¬Ã¢â‚¬Å“Environment Interactions

هذا عالية الإنتاجية، telemetric، كله-- النباتات المياه العلاقات gravimetric طريقة الظاهري تمكن قياسات مباشرة ومتزامنة في الوقت الحقيقي، فضلا عن تحليل الصفات الفسيولوجية متعددة ذات الصلة بالغلة المشاركة في التفاعلات الحيوية النباتية والبيئية.

ومنصة القياس عن بعد، gravimetric في الوقت الحقيقي فيزيولوجية الظاهري من التفاعلات النباتية والبيئة

Food security for the growing global population is a major concern. The data provided by genomic tools far exceeds the supply of phenotypic data, creating ...

النباتات تستجيب للبيئة بطرق معقدة جدا. الصفات الفسيولوجية هي من بين أسرع الاستجابة. عادة، يمكن الكشف عن الاختلافات في وقت أبكر بكثير من المورفولوجية.هذه الطريقة الظاهرية وظيفية عالية الدقة يجعل من الممكن لتحديد التفاعلات بيئة النبات بشكل مستمر ومدمرة في إطار العديد من العلاجات. يمكن استخدام هذا النظام لقياسات في الوقت الحقيقي لمجموعة واسعة من الصفات الفسيولوجية ، على العديد من النباتات في وقت واحد دون أي تحليل رئيسي مع التحكم في ظروف كل مصنع في المنطقة. هنا نبرهن على البروتوكول الأكثر تفصيلا.ومع ذلك، نوصي بأن يبدأ المستخدمون لأول مرة ببروتوكول مبسط، مما يسهل التعرف على أهم الإجراءات والأجهزة والبرامج التجريبية. وسوف يكون إثبات الإجراء إيتامار Shenhar، وهو طالب ماجستير من MyLab بيغن عن طريق إدخال مرشح التربة في وعاء. انتشار شبكة النايلون على رأس وعاء كله ووضع حامل صافي على رأس الشبكة.ثم ببطء دفع حامل صافي في منتصف الطريق إلى أسفل داخل وعاء كله، والتأكد من أن صافي لا يزال ينتشر بشكل موحد كما يتم دفعها إلى أسفل بين الأواني اثنين. إدراج عصا الألياف الزجاجية بين الأواني اثنين ودفعها وصولا الى الجزء السفلي من وعاء كله. التأكد من أنه على الجانب الخارجي من الشبكة ولا يدفع الشبكة.قبل دفع حامل الشبكة على طول الطريق إلى أسفل، ودفع الشبكة إلى أسفل باليد من داخل وعاء وضبطه بحيث ينتشر بشكل موحد وبإحكام على القاع، والتي سوف تضمن الصرف السليم. حرك حلقة طوقا من الجزء السفلي من وعاء إعداد ثلث الطريق حتى جانب وعاء، والتأكد من أن هذا الأغطية في حلقة مفتوحة نحو الجزء السفلي من وعاء. تسمية الأواني وفقا لمواقعها في مجموعة داخل الدفيئة.لزراعة النباتات، انبات البذور في الصواني تجويف مع متوسط بوتينغ المطلوب. بدء التجربة عندما النبات يُنَتَبَى حوالي 10٪ من السعة القصوى للمياه. اترك بعض التجاويف بدون شتلات لقياسات وزن التربة، أو التفاصيل، اتبع النص المخطوط.قبل البدء في تجربة جديدة، مستوى ومعايرة lysimeters باستخدام مستوى الروح والأوزان القياسية. قم بإجراء معايرة الوزن أثناء الحاوية الخضراء، بما في ذلك جميع المقابس الموجودة في خلية التحميل بعد الخطوات من مخطوطة النص. لبدء تجربة جديدة، افتح برنامج التشغيل، ثم فتح علامة التبويب التجارب في القائمة على الجانب الأيسر من الشاشة.انقر على إنشاء جديد. قم بتسمية التجربة ثم انقر فوق موافق. افتح التجربة الجديدة. ثم فتح النباتات وانقر على إنشاء جديد.في النافذة، قم بتغيير اسم النبات، والموضع، والوزن المسيل للدموع، ونوع التربة. ثم انقر فوق تطبيق. انقر على النباتات مرة أخرى، وسوف تظهر الجدول على الشاشة.تصدير الجدول بالنقر على تصدير النباتات في الزاوية اليسرى السفلى من الجدول. ثم افتح ملف Excel المحفوظ. تغيير المعلمات كما هو مطلوب وحفظ.انقر على استيراد النباتات في الزاوية السفلية اليسرى من الجدول. عندما ينبثق إطار صغير قائلاً، تم استيراد النباتات بنجاح، انقر فوق موافق. وتحقق مما إذا كانت التغييرات التي أجريتها في ملف Excel قد تم استيرادها بنجاح. انقر على التجربة الجديدة وعلى تجربة ابدأ في النافذة التي تظهر.أخيراً انقر فوق موافق لبدء تسجيل البيانات من هذه التجربة. وزن الأواني الفارغة المعدة مسبقا. إذا كان استخدام أجزاء مماثلة بعضها البعض، فإن متوسط الوزن من 10 منهم تكون كافية.خلط بوتينغ المتوسطة جيدا مع الكثير من الماء، ما لم يتم استخدام الرمال أو غيرها من وسائط التربة متجانسة. وملء موحدة كل من الأواني الفارغة المعدة مسبقا. اضغط على الجزء السفلي من وعاء ضد الكلمة عدة مرات للتأكد من أن يتم توزيعها بشكل جيد متوسط بوتينغ.إدراج المدلى بها من قالب تجويف الذي هو مماثل في الشكل والحجم لسد التربة الجذر من الشتلات في منتصف وسط بوتينغ المتوسطة. و ضغطه بالكامل المياه الأواني جيدا وشطف قبالة خارج الأواني.ثم تسمح لهم استنزاف لمدة 30 دقيقة قبل الاستمرار في الخطوة التالية. ضع جميع الأواني الميدانية على صفيف الليسيميت في الحاويات الخضراء وفقًا للتصميم التجريبي. التأكد من أن المقابس من الحاويات الخضراء هي في المكان المناسب، وأن الحاويات الخضراء يتم وضعها بشكل صحيح في الأخدود.في برنامج التشغيل، افتح علامة التبويب التجربة وانقر على علامة التبويب قياس المكونات ضمن التجربة الجديدة. تأكيد القياس الجديد من الوقت المعطى في أعلى الشاشة كما كانت العينة السابقة. انقر على كائن القياس.انقر فوق التالي عند الأوزان سجل ودلتا إطارات العلامة يطفو على المنبثقة. في نافذة علامة السجل، قم بتسمية العلامة التعريفية الجديدة كمقياس أول، وانقر فوق إنهاء. عندما يتم تسجيل الوزن نافذة بنجاح الملوثات العضوية الثابتة، انقر فوق موافق. وضع منفذ الري متعددة drippers، وأغطية وعاء على كل وعاء في lysimeter.تأكيد القياس الجديد وانقر على قياس كائن مرة أخرى. انقر فوق التالي عند الأوزان السجل ينبثق. في إطار علامة دلتا، حدد القياس الأول في المقطع العلامات الفوقية لطرحها، ثم انقر فوق التالي.في إطار سجل العلامة، قم بتسمية العلامات التعريفية الجديدة كمكونات ثابتة وانقر فوق إنهاء. عندما يتم تسجيل الوزن نافذة بنجاح الملوثات العضوية الثابتة، انقر فوق موافق. انقر على النباتات على الجانب الأيسر، وتأكد من تحديث القيم. ثم تحت التجربة الجديدة، افتح علامة التبويب سيناريوهات المعالجة وانقر على إنشاء جديد.تحت الخطة، انقر على الخطوة الجديدة. في وسط الشاشة، اختر اسم الاختبارات المخصصة للعلاج ثم قم بالتأكيد بالنقر فوق موافق. اختر عدم الإنهاء أبداً، ثم انقر على تطبيق. فتح علاجات الري على الجانب الأيسر من اسم الاختبارات المختارة.انقر على الخطوة الجديدة. في منتصف الشاشة، قم بتغيير وقت فتح الصمام قبل بضع دقائق من الوقت الحالي، بالإضافة إلى معلمات أخرى كما تتطلب التجربة، ثم انقر فوق تطبيق. فتح النباتات في إطار التجربة الجديدة وانقر على اسم المصنع الجديد.في منتصف الشاشة، غيّر خطة العلاج إلى خطة. ستظهر نافذة، انقر فوق موافق للتأكيد. تحقق من أن الخطوة لها نفس اسم اختبار الري.ثم انقر فوق تطبيق. تحقق بصريا أن جميع الأواني المروية وأن السائل الري الزائد يقطر من سد استنزاف مثقبة من الحاوية الخضراء. إزالة المكونات غير مثقب من الحاوية الخضراء والسماح للمياه استنزاف تماما.ثم استبدال المكونات. افتح علامة التبويب التجربة وانقر على مكونات القياس ضمن التجربة الجديدة. بعد التأكد من القياس، انقر على قياس كائن تحت قياس المعلمات النباتية.بعد النقر من خلال الأوزان القياسية ودلتا ويندوز العلامة ، اسم العلامات الفوقية الجديدة كما المدلى بها قبل وانقر فوق إنهاء. انقر فوق موافق عندما يظهر الإطار الذي تم تسجيله بنجاح. بلطف تأخذ يلقي بها من الأواني.انقر على مكونات القياس ثم تأكيد القياس كما كان من قبل. ضمن قياس معلمات الخطة، انقر فوق قياس الكائن. انقر فوق التالي عند نافذة الأوزان سجل ينبثق.حدد cast-pre في المقطع العلامات الفوقية لطرح ثم انقر فوق التالي. في إطار سجل العلامة، قم بتسمية العلامة التعريفية الجديدة كـ cast-post وانقر فوق إنهاء. انقر على النباتات على الجانب الأيسر وتأكد من أن يتم تحديث القيم.في الجدول النباتي، يدويا تحديث الوزن المسيل للدموع مع وزن الأواني الفارغة المعدة مسبقا التي اتخذت يدويا. انقر على قياس المكونات وتأكيد القياس. تحت قياس المعلمات خطة، انقر على قياس التربة الوزن الرطب.انقر فوق موافق عندما ينبثق إطار صغير للتأكيد. انقر على النباتات وتحقق من أن يتم تحديث القيم. قياس يدويا متوسط الوزن من خمسة إلى 10 تجويف ملء التربة التي هي المروية جيدا وتستنزف جيدا دون الشتلات.مرة أخرى، انقر فوق قياس المكونات وتأكيد القياس. انقر على مجموعة الشتلات الوزن التربة السائبة. عندما ينبثق إطار صغير حتى أدخل متوسط الوزن من الجزء الأكبر التربة وانقر فوق موافق. انقر على النباتات وتحقق من أن يتم تحديث القيم.العودة إلى قياس معلمات النبات وانقر فوق قياس الوزن الأولي صافي النبات. في نافذة سجل العلامة، حدد تعيين سجل جديد كنقطة مرجعية لوزن صافي النبات وانقر فوق إنهاء. انقر فوق موافق عندما يتم تسجيل الوزن نافذة بنجاح الملوثات العضوية الثابتة، انقر على النباتات والتحقق من أن يتم تحديث القيم.تأكد من أن الشتلات في الصواني تجويف المروية بشكل جيد، وسحب بلطف الشتلات مع سد التربة جذورها من التجاويف، مع الحرص على عدم اصابتهم. ووضعها بعناية في تجاويف التي أدلى بها يلقي في الأواني. كرر قياس الوزن الصافي للنبات كما سبق وصفه في القياس الفوقي.للنظر في احتياطي المياه في الحاوية الخضراء، اتبع الإرشادات في المخطوطة النص للتأكد من أن حاوية الحبوب ممتلئة. ارجع إلى قياس معلمات الخطة، وانقر على قياس وزن الماء الاحتياطي. انقر فوق موافق عندما يكون وزن الماء الاحتياطي ونجاح النوافذ يطفو على المنبثقة.انقر على النباتات وتصدير الجدول بالنقر فوق تصدير النباتات في الزاوية اليسرى السفلى من الجدول. افتح ملف Excel واطرح الوزن الصافي للنباتات المقاسة، وقم بذر وزن التربة السائبة من قياس وزن الماء المحجوز، ووفر. انقر على تحديث النباتات في الزاوية اليسرى السفلى من الجدول.حدد ملف Excel وانقر فوق فتح للتحديث. عند نافذة محطات التحديث ينبثق، انقر فوق موافق. تحقق من تحديث القيم. تحت قياس المعلمات النباتية، انقر على حساب التربة الوزن الجاف.عندما ينبثق الإطار، إدراج التربة الرطب الوزن والتربة الجافة الوزن، أو إدراج محتوى التربة المحسوبة يدويا. انقر فوق تطبيق، ثم انقر فوق إنهاء. عندما ينبثق إطار، انقر فوق موافق للتأكيد.اتبع النص المخطوطة لحساب قيمة محتوى مياه التربة هذه. افتح علاجات الري وانقر على إنشاء جديد ثم ضع الاسم وانقر على موافق. افتح اسم الري الجديد وانقر على إنشاء جديد. ثم افتح خطة المعالجة الافتراضية، وقم بتعيين وقت فتح الصمام والمعلمات الأخرى كما هو مطلوب، ثم انقر على تطبيق.وهذا يدل على سيناريو دينامية وmodulating معالجة الري لفترة تجريبية كاملة على أساس تفضيلات المستخدم. فتح سيناريوهات العلاج، خطة مفتوحة وانقر على اسم الخطة الافتراضية. اختر اسم معالجة من القائمة وانقر فوق موافق للتأكيد.اختر الشروط المناسبة للإنهاء وانقر على تطبيق. جميع الاحتمالات تشمل خيار المهلة التي سيتم إغلاق الصنبور حتى لو لم يتم التوصل إلى الشروط المحددة. وأخيراً، اتبع توجيهات المخطوطات لإكمال جدول الخطة.افتح برنامج تحليل البيانات وسجل الدخول باستخدام اسم المستخدم وكلمة المرور. انقر على تحديد التجربة ثم على تحديد نظام التحكم وتحديد التجربة. في العمود الأيمن من الشاشة، انقر على "التجارب" واكتب اسم التجربة في شريط الاسم تحت قسم البحث.سيظهر اسم التجربة بعد ذلك أسفل قسم البحث في قسم التجربة. انقر على اسم التجربة لفتح أقسام المعلومات والمصنع. في قسم المعلومات، قم بتحرير تاريخ بدء WUE وWUE النهائيين لفترة لا تقل عن ثلاثة أيام قبل بدء معالجة الجفاف.ثم انقر فوق تحديث. سوف تظهر WUE وقيمة R تربيع لكل وعاء أو تحديث في قسم المصنع. في قسم المصنع، اختر أو استبعاد أي نبات أو وعاء بقيمة WUE سالبة أو قيمة تربيع R أقل من 0.5.بالنقر على رمز العينين تحت العمود النشط، والذي سوف يتحول بعد ذلك إلى اللون الأحمر. يمكن تصدير بيانات WUE كملف Excel بالنقر فوق بيانات التصدير في قسم المصنع. وقد رصد مسبار جوي الظروف البيئية طوال التجربة.البيانات التي تم جمعها، يظهر الإشعاع النشط الضوئي وبخار العجز في ضغط لأيام مختلفة. وطوال كل يوم. وقد قيس المحتوى الكمي من المياه في الأواني المعالجة بالجفاف بواسطة مسابير التربة طوال الفترة التجريبية.وتظهر هنا البيانات التي تم جمعها من أحد مصانع الـ indica المعالجة بالجفاف. متوسط الوزن النباتي المحسوب زيادة باستمرار بين كل من السيطرة على كارلا ومعالجات الجفاف كارلا خلال المرحلة الأولى من التجربة عندما تلقت جميع النباتات الري مماثلة. عندما تم تطبيق معالجة الجفاف على نباتات كارلا ، توقفت تلك النباتات عن زيادة الوزن لم تستأنف اكتساب الوزن حتى مرحلة الانتعاش.في تلك المرحلة، كانت هناك زيادة في الوزن التي سارت ببطء أكثر مما لوحظ للضوابط. في المقابل، زادت أوزان مصانع التحكم في كارلا بشكل مستمر طوال الفترة التجريبية. ويمكن القيام بطرق أخرى مثل جمع العينات للتعبير الجيني والمحتوى المعدني والنشاط الضوئي خلال هذه التجارب مع إشارة دقيقة إلى سلوك النبات والظروف البيئية.الظاهري الوظيفي هو طريقة عملية لتوصيف التفاعلات في بيئة النبات ، والتي تعطي المستخدم أداة جيدة لمقارنة مختلف ملامح استجابة النبات في ظل ظروف محيطة مختلفة. يمكن اختيار كل ملف شخصي محدد لدراسة أعمق أو كمصدر للالصفات الفسيولوجية المفيدة لبرامج التربية.

Research

JoVE Journal

Environment

A Telemetric, Gravimetric Platform for Real-Time Physiological Phenotyping of Plant&ndash;Environment Interactions

Transient Gene Expression in Tobacco using Gibson Assembly and the Gene Gun

عابر التعبير الجيني في التبغ باستخدام الجمعية جيبسون وجين غون

In order to target a single protein to multiple subcellular organelles, plants typically duplicate the relevant genes, and express each gene separately ...

Physical, Chemical and Biological Characterization of Six Biochars Produced for the Remediation of Contaminated Sites

الفيزيائية والكيميائية والبيولوجية توصيف ستة Biochars إنتاج لمعالجة المواقع الملوثة

The physical and chemical properties of biochar vary based on feedstock sources and production conditions, making it possible to engineer biochars with ...

LC-MS Analysis of Human Platelets as a Platform for Studying Mitochondrial Metabolism

LC-MS تحليل الصفائح الدموية البشرية باعتبارها منصة لدراسة الميتوكوندريا الأيض

Perturbed mitochondrial metabolism has received renewed interest as playing a causative role in a range of diseases. Probing alterations to metabolic ...

Simultaneous DNA-RNA Extraction from Coastal Sediments and Quantification of 16S rRNA Genes and Transcripts by Real-time PCR

الحمض النووي الريبي في وقت واحد استخراج من الرواسب الساحلية والكمي ل16S الجينات الريباسي والنصوص التي في الوقت الحقيقي PCR

Real Time Polymerase Chain Reaction also known as quantitative PCR (q-PCR) is a widely used tool in microbial ecology to quantify gene abundances of ...

Screening for Endocrine Activity in Water Using Commercially-available In Vitro Transactivation Bioassays

Screening for Endocrine Activity in Water Using Commercially-available In Vitro Transactivation Bioassays

الكشف عن آخر الغدد الصماء في المياه عن طريق المتاحة تجاريا<em&gt; في المختبر</em&gt; Transactivation اختبارات بيولوجية

In vitro transactivation bioassays have shown promise as water quality monitoring tools, however their adoption and widespread application has been ...

Experimental Column Setup for Studying Anaerobic Biogeochemical Interactions Between Iron (Oxy)Hydroxides, Trace Elements, and Bacteria

Experimental Column Setup for Studying Anaerobic Biogeochemical Interactions Between Iron OxyHydroxides, Trace Elements, and Bacteria

إعداد العمود التجريبية لدراسة التفاعلات الكيميائية الأرضية الأحيائية اللاهوائية بين هيدروكسيدات الحديد (أوكسي)، والعناصر النزرة، والبكتيريا

Fate and speciation of trace elements (TEs), such as arsenic (As) and mercury (Hg), in aquifers are closely related to physio-chemical conditions, such as ...

RGB and Spectral Root Imaging for Plant Phenotyping and Physiological Research: Experimental Setup and Imaging Protocols

RGB والتصوير الطيفي الجذر فينوتيبينج النباتية والبحوث الفسيولوجية: الإعداد التجريبية والتصوير البروتوكولات

Better understanding of plant root dynamics is essential to improve resource use efficiency of agricultural systems and increase the resistance of crop ...

On-Site Molecular Detection of Soil-Borne Phytopathogens Using a Portable Real-Time PCR System

الكشف الجزيئي في الموقع من فيتوباثوجينس المنقولة بالتربة باستخدام نظام PCR الوقت الحقيقي المحمولة

On-site diagnosis of plant diseases can be a useful tool for growers for timely decisions enabling the earlier implementation of disease management ...

Ecosystem Fabrication (EcoFAB) Protocols for The Construction of Laboratory Ecosystems Designed to Study Plant-microbe Interactions

Ecosystem Fabrication EcoFAB Protocols for The Construction of Laboratory Ecosystems Designed to Study Plant-microbe Interactions

بروتوكولات النظام الإيكولوجي تلفيق (اكوفاب) لتشييد مختبر النظم الإيكولوجية تهدف إلى دراسة التفاعلات بين الميكروبات والنبات

Beneficial plant-microbe interactions offer a sustainable biological solution with the potential to boost low-input food and bioenergy production. A ...

Protocol for Acute and Chronic Ecotoxicity Testing of the Turquoise Killifish Nothobranchius furzeri

Protocol for Acute and Chronic Ecotoxicity Testing of the Turquoise Killifish Nothobranchius furzeri

بروتوكول لالحاده والمزمنة اختبار السمية الإيكولوجية Killifish الفيروز فورزيري نوثوبرانتشيوس

The killifish Nothobranchius furzeri is an emerging model organism in the field of ecotoxicology and its applicability in acute and chronic ecotoxicity ...