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

Dit werk werd ondersteund door de ISF-NSFC gezamenlijke onderzoeksprogramma (subsidie nr. 2436/18) en werd ook gedeeltelijk ondersteund door het Israëlische ministerie van Landbouw en Plattelandsontwikkeling (Eugene Kandel Knowledge Centers) als onderdeel van de wortel van de zaak - De Root Zone Knowledge Center voor het gebruik van moderne landbouw.

<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>

De auteurs hebben niets te onthullen.

De kenniskloof genotype-fenotype weerspiegelt de complexiteit van genotype x-omgevingsinteracties (beoordeeld door18,24). Het zou mogelijk kunnen zijn om deze kloof te overbruggen door het gebruik van hoge resolutie, HTP-telemetrische diagnostische en fenotyptische screening platforms die kunnen worden gebruikt om hele plant fysiologische prestaties en water-relatie kinetiek8,9studie . De complexiteit van genotype x-omgevingsinteracties maakt fenotypering een uitdaging, vooral in het licht van hoe snel planten reageren op hun veranderende omgevingen. Hoewel er momenteel verschillende fenotyperingssystemen beschikbaar zijn, zijn de meeste van deze systemen gebaseerd op teledetectie en geavanceerde beeldvormingstechnieken. Hoewel deze systemen gelijktijdige metingen leveren, zijn hun metingen tot op zekere hoogte beperkt tot morfologische en indirecte fysiologische eigenschappen25. Fysiologische eigenschappen zijn zeer belangrijk in de context van responsiviteit of gevoeligheid voor omgevingsomstandigheden26. Daarom kunnen directe metingen die continu en gelijktijdig met een zeer hoge resolutie worden uitgevoerd (bijvoorbeeld intervallen van 3 minuten) een zeer nauwkeurige beschrijving geven van het fysiologische gedrag van een plant. Ondanks deze aanzienlijke voordelen van het gravimetrische systeem moet ook rekening worden gehouden met het feit dat dit systeem een aantal potentiële nadelen heeft. De belangrijkste nadelen zijn het gevolg van de noodzaak om met potten en in broeikasomstandigheden te werken, wat grote uitdagingen kan opleveren voor behandelingsregulering (met name de regulering van droogtebehandelingen) en experimenteel herhaalbaarheid.
Om deze problemen aan te pakken, moet men de toegepaste spanningen standaardiseren, een echt gerandomiseerde experimentele structuur creëren, poteffecten minimaliseren en meerdere dynamische gedragingen van planten onder veranderende omgevingsomstandigheden binnen een korte periode vergelijken. De HTP-telemetrische functionele fenotypering die in dit document wordt beschreven, behandelt deze problemen zoals hieronder vermeld.
Om de dynamische respons van de plant te correleren met zijn dynamische omgeving en een compleet, groot beeld van complexe interacties tussen plant en omgeving vast te leggen, moeten zowel de omgevingsomstandigheden (figuur 4) als de reactie van de installatie(aanvullende figuur 9B)continu worden gemeten. Deze methode maakt het mogelijk om fysieke veranderingen in het potmedium en de atmosfeer continu en gelijktijdig te meten, naast planteigenschappen (bodem-plant-atmosfeer continuüm, SPAC).
Om zo goed mogelijk te voorspellen hoe planten zich in het veld zullen gedragen, is het belangrijk om het fenotyperingsproces uit te voeren onder omstandigheden die zo vergelijkbaar mogelijk zijn met die in veld18. We voeren de experimenten uit in een kas onder semi-gecontroleerde omstandigheden om veldomstandigheden zoveel mogelijk na te bootsen. Een van de belangrijkste voorwaarden is het teelt- of potmedium. Het selecteren van het meest geschikte potmedium voor het gravimetrisch-systeemexperiment is cruciaal. Het is raadzaam om een bodemmedium te kiezen dat snel afvoert, zorgt voor het snel bereiken van de potcapaciteit en een zeer stabiele potcapaciteit heeft, omdat deze functies nauwkeurigere metingen door het gravimetrische systeem mogelijk maken. Bovendien moeten ook de verschillende behandelingen die in het experiment moeten worden toegepast, in overweging worden genomen. Zo vragen behandelingen met zouten, meststoffen of chemicaliën om het gebruik van een inert potting medium, bij voorkeur een medium met een lage kation-uitwisselingscapaciteit. Droogte behandelingen toegepast op laag transpirerende plantensoorten zou het beste werken met potting media met relatief lage VWC niveaus. In tegenstelling, trage droogte behandelingen toegepast op hoog transpirerende planten zou het beste werken met potting media met relatief hoge VWC-niveaus. Als de wortels nodig zijn voor analyse na het experiment (bijvoorbeeld wortelmorfologie, droog gewicht, enz.), zal het gebruik van een medium met een relatief laag gehalte aan organische stof (d.w.z. zand, poreus keramiek of perliet) het gemakkelijker maken om de wortels te wassen zonder ze te beschadigen. Voor experimenten die langer zullen duren, is het raadzaam om media te vermijden die rijk zijn aan organisch materiaal, omdat dat organische materiaal met de tijd kan ontleden. Zie tabel 1 en tabel 2 voor meer gedetailleerde informatie over dit onderwerp.
Field phenotyping en greenhouse phenotyping (pre-field) hebben hun eigen doelstellingen en vereisen verschillende experimentele opstellingen. Pre-field phenotyping helpt bij de selectie van veelbelovende kandidaat genotypes die een grote kans hebben om het goed te doen in het veld, om veldproeven gerichter en kosteneffectiever te maken. Pre-field phenotyping omvat echter een aantal beperkingen (bijvoorbeeld poteffecten) die ervoor kunnen zorgen dat planten anders presteren dan onder veldomstandigheden18,27. Kleine potgrootte, waterverlies door verdamping en verhitting van de lysimeterweegschalen zijn voorbeelden van factoren in broeikasexperimenten die kunnen leiden tot poteffecten18. De hier beschreven methode is ontworpen om deze potentiële effecten op de volgende manier te minimaliseren:
a) De potgrootte wordt gekozen op basis van het te onderzoeken genotype. Het systeem is in staat om verschillende potmaten (tot 25 L) en irrigatiebehandelingen te ondersteunen, waardoor elk type gewasplant kan worden onderzocht. b) De potten en de lysimeterweegschalen zijn geïsoleerd om te voorkomen dat de warmte wordt overgedragen en de opwarming van de potten. c) Dit systeem omvat een zorgvuldig ontworpen irrigatie- en drainagesysteem. (d) Er is een aparte controller voor elke pot, om echte randomisatie mogelijk te maken met zelf-irrigerende en zelf-gecontroleerde behandelingen. e) De software houdt bij de berekening van de stomatale geleiding van de planten rekening met de lokale VVD van de planten. Zie de meerdere VPD-stations lokalisatie in figuur 1J.
Dit systeem omvat directe fysiologische metingen bij veldachtige plantendichtheden, waardoor er geen grote ruimte tussen de planten nodig is of de planten moeten worden verplaatst voor op afbeeldingen gebaseerde fenotypering. Dit systeem omvat real-time data-analyse, evenals de mogelijkheid om het fysiologische stresspunt (γ) van elke plant nauwkeurig te detecteren. Dit stelt de onderzoeker in staat om de planten te monitoren en beslissingen te nemen over hoe het experiment moet worden uitgevoerd en hoe monsters in de loop van het experiment moeten worden verzameld. De eenvoudige en eenvoudige gewichtskalibratie van het systeem vergemakkelijkt een efficiënte kalibratie. Systemen met hoge doorvoer genereren enorme hoeveelheden gegevens, die extra uitdagingen voor gegevensverwerking en analytische uitdagingen met zich meebrengen11,12. De real-time analyse van de big data die rechtstreeks vanuit de controller naar de software wordt gevoerd, is een belangrijke stap in de vertaling van data naar kennis14 die van grote waarde is voor praktische besluitvorming.
Deze HTP-telemetrische fysiologische fenotyperingsmethode kan nuttig zijn voor het uitvoeren van kasexperimenten onder omstandigheden van dichtbij. Het systeem is in staat om watergerelateerde fysiologische reacties van planten op hun dynamische omgeving te meten en direct te berekenen, terwijl het efficiënt de meeste problemen in verband met het poteffect overwon. De capaciteiten van dit systeem zijn uiterst belangrijk in de pre-field phenotyping fase, omdat ze de mogelijkheid bieden om opbrengststraffen te voorspellen tijdens de vroege stadia van plantengroei.

Het waarborgen van de voedselzekerheid voor een groeiende wereldbevolking onder verslechterende milieuomstandigheden is momenteel een van de belangrijkste doelstellingen van landbouwonderzoek1,2,3. De beschikbaarheid van nieuwe moleculaire gereedschappen heeft de programma's voor gewasverbetering sterk verbeterd. Hoewel genomische tools een enorme hoeveelheid gegevens bieden, creëert het beperkte begrip van de werkelijke fenotypische eigenschappen een aanzienlijke kenniskloof. Het overbruggen van deze kloof is een van de grootste uitdagingen voor de moderne plantenwetenschap4,5,6. Om de uitdagingen aan te gaan die zich voordoen in het proces van gewasverbetering en het genotype-fenotype kennisspleet te minimaliseren, moeten we de genotypic benadering in evenwicht brengen met een fenocentrische7,8.
Onlangs hebben verschillende high-throughput phenotyping (HTP) platforms mogelijk gemaakt de niet-destructieve fenotype van grote plantenpopulaties in de tijd en deze platforms kunnen ons helpen om het genotype-fenotype kenniskloof6,8,9,10te verminderen . HTP-screeningtechnieken maken het mogelijk om eigenschappen in enorme aantallen planten binnen een relatief korte periode te meten, dankzij robotica en transportbanden of gantries die worden gebruikt om de planten of sensoren (respectievelijk) te verplaatsen, in tegenstelling tot handbediende technieken op basis van gasuitwisseling of fotografie. Niettemin bieden de enorme hoeveelheden gegevens die door HTP-systemen worden geproduceerd extra uitdagingen voor gegevensverwerking en analytischeuitdagingen 11,12.
De meeste van deze HTP-platforms omvatten de beoordeling van fenotyptische eigenschappen door middel van elektronische sensoren of geautomatiseerde beeldacquisitie13,14. Geavanceerde veld fenomics betrekken de inzet van proximale sensoren en beeldvormingstechnologieën in het veld, evenals een hoge resolutie, nauwkeurige en grootschalige schaal van de meting15. Sensor- en beeldgegevens moeten worden geïntegreerd met andere multi-omics gegevens om een holistische, tweede generatie fenomische benadering te creëren16. Methodologische vooruitgang op het gebied van gegevensverwerving, -verwerking en -verwerking wordt echter steeds belangrijker, omdat de uitdagingen van het vertalen van sensorinformatie in kennis in de eerste jaren van het onderzoek naar plantenfenomics op grove wijze zijn onderschat13. De betrouwbaarheid en nauwkeurigheid van de momenteel beschikbare beeldvormingstechnieken voor diepgaande fenotypering van dynamische genotype-omgevingsinteracties en plantenstressreacties zijn echter twijfelachtig17,18. Bovendien zijn de resultaten van gecontroleerde omgevingen vaak heel anders dan die in het veld, vooral als het gaat om droogte-stress fenotypering. Dit is te wijten aan verschillen in de situatie die de planten ervaren in termen van bodemvolume, bodemmilieu en mechanische impedantie als gevolg van afnemende bodemvocht tijdens droogtestress. Daarom zijn de resultaten van gecontroleerde omgevingen moeilijk te extrapoleren naar het veld19. Ten slotte is de instapprijs van op afbeeldingen gebaseerde HTP-systemen zeer hoog, niet alleen vanwege de prijs van sensoren, maar ook vanwege de robotica, transportbanden en gantries, die ook hogere normen van de infrastructuur voor groeifaciliteiten en aanzienlijk onderhoud vereisen (veel bewegende delen die in een kasomgeving werken).
In deze paper presenteren we een HTP-telemetrische fenotyperingsplatform dat is ontworpen om veel van de bovengenoemde problemen op te lossen. Telemetrietechnologie maakt het mogelijk om gegevens van externe bronnen naar een ontvangststation automatisch te meten en te verzenden voor opname en analyse. Hier demonstreren we een niet-destructief HTP-telemetrisch platform met meerdere weegmeters (een gravimetrisch systeem) en omgevingssensoren. Dit systeem kan worden gebruikt voor het verzamelen en onmiddellijk berekenen (beeldanalyse is niet nodig) van een breed scala aan gegevens, zoals biomassawinst in de hele fabriek, transpiratiesnelheden, stomatatale geleiding, wortelstromen en efficiëntie voor watergebruik (WUE). De real-time analyse van de big data die rechtstreeks wordt gevoed naar de software van de controller in het systeem is een belangrijke stap in de vertaling van gegevens in kennis14 die grote waarde heeft voor praktische besluitvorming, waardoor de kennis die kan worden verkregen uit gecontroleerde milieuprofenotypeerexperimenten, in het algemeen, en kasstudies van droogtestress aanzienlijk wordt uitgebreid.
Andere voordelen van het telemetrieplatform zijn de schaalbaarheid en het installatiegemak en de minimale infrastructuurvereisten voor groeifaciliteiten (d.w.z. het kan gemakkelijk worden geïnstalleerd in de meeste groeifaciliteiten). Aangezien dit sensorsysteem geen bewegende onderdelen heeft, zijn de onderhoudskosten bovendien relatief laag, inclusief zowel de instapprijs als de onderhoudskosten op lange termijn. De prijs van een gravimetrisch systeem van 20 eenheden, inclusief het feedbackbemestingssysteem voor elke installatie, meteorologisch station en software, zal bijvoorbeeld vergelijkbaar zijn met de prijs van één draagbaar gasuitwisselingssysteem van een toonaangevend merk.
Rijst (Oryza sativa L.) werd gebruikt als een model gewas en droogte was de onderzochte behandeling. Rijst werd gekozen omdat het een belangrijk graangewas is met een brede genetische diversiteit en het is het basisvoedsel voor meer dan de helft van de wereldbevolking20. Droogte is een belangrijke milieu-abiotische stressfactor die de groei en ontwikkeling van planten kan schaden, wat leidt tot een lagere gewasopbrengst21. Deze gewasbehandelingscombinatie werd gebruikt om de mogelijkheden van het platform en de hoeveelheid en kwaliteit van de gegevens die het kan produceren aan te tonen. Voor meer informatie over de theoretische achtergrond van deze methode, zie 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

Voedselzekerheid voor de groeiende wereldbevolking is een grote zorg. De gegevens die door genomic tools veel groter is dan het aanbod van fenotypische gegevens, het creëren van een kenniskloof. Om het hoofd te bieden aan de uitdaging van het verbeteren van gewassen om de groeiende wereldbevolking te voeden, moet deze kloof worden overbrugd.
Fysiologische eigenschappen worden beschouwd als belangrijke functionele eigenschappen in de context van responsiviteit of gevoeligheid voor omgevingsomstandigheden. Veel recent geïntroduceerde high-throughput (HTP) fenotypering technieken zijn gebaseerd op remote sensing of imaging en zijn in staat om direct morfologische eigenschappen te meten, maar meten fysiologische parameters voornamelijk indirect.
Dit artikel beschrijft een methode voor directe fysiologische fenotypering die verschillende voordelen heeft voor de functionele fenotypering van interacties tussen plant en omgeving. Het helpt gebruikers overwinnen van de vele uitdagingen die worden geconfronteerd in het gebruik van load-cell gravimetrische systemen en pot experimenten. De voorgestelde technieken zullen gebruikers in staat stellen onderscheid te maken tussen bodemgewicht, plantgewicht en bodemwatergehalte, waarbij een methode wordt geboden voor de continue en gelijktijdige meting van dynamische bodem-, plant- en atmosfeeromstandigheden, naast het meten van belangrijke fysiologische eigenschappen. Deze methode stelt onderzoekers in staat om veldstressscenario's nauw na te bootsen, waarbij rekening wordt gehouden met de effecten van de omgeving op de fysiologie van de planten. Deze methode minimaliseert ook pot effecten, die een van de belangrijkste problemen in pre-field fenotypering. Het bevat een feed-back fertigation systeem dat een echt gerandomiseerd experimenteel ontwerp op een veld-achtige plant dichtheid mogelijk maakt. Dit systeem detecteert de grenswaarde bodemwaterinhoud (γ) en maakt het mogelijk om gegevens in kennis te vertalen door het gebruik van een real-time analytische tool en een online statistische bron. Deze methode voor de snelle en directe meting van de fysiologische reacties van meerdere planten op een dynamische omgeving heeft een groot potentieel voor gebruik bij screening op gunstige eigenschappen in verband met reacties op abiotische stress, in de context van pre-field veredeling en gewasverbetering.

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

Deze high-throughput, telemetrische, whole-plant water relaties gravimetrische fenotypering methode maakt directe en gelijktijdige real-time metingen, evenals de analyse van meerdere opbrengst-gerelateerde fysiologische eigenschappen die betrokken zijn bij dynamische plant-omgeving interacties.

Een telemetrische, gravimetrische platform voor real-time fysiologische fenotypering van plant-milieu interacties

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 ...

Planten reageren op zeer complexe manieren op de omgeving. Fysiologische eigenschappen behoren tot de snelst te reageren. Meestal kunnen veel eerder dan morfologische verschillen worden gedetecteerd.Deze functionele fenotyperingsmethode met hoge resolutie maakt het mogelijk om de omgevingsinteracties van de plant continu en destructief te kwantificeren onder vele behandelingen. Dit systeem kan worden gebruikt voor real-time metingen van een breed scala aan fysiologische eigenschappen, op veel planten tegelijk zonder enige grote analyse, terwijl de controle van de omstandigheden voor elke plant in het gebied. Hier tonen we het meest gedetailleerde protocol.We raden gebruikers echter aan om voor het eerst te beginnen met een vereenvoudigd protocol, waardoor het gemakkelijker wordt om kennis te maken met de belangrijkste experimentele procedures, hardware en software. Het aantonen van de procedure zal zijn Itamar Shenhar, een master student van MyLab Begin door het invoegen van de bodemfilter in de pot. Verdeel het nylon gaas over de hele pot en plaats de nethouder bovenop het net.Duw vervolgens langzaam de nettohouder halverwege de binnenkant van de hele pot, om ervoor te zorgen dat het net gelijkmatig blijft verspreid als het tussen de twee potten naar beneden wordt geduwd. Steek de glasvezel stick tussen de twee potten en duw het helemaal naar beneden naar de bodem van de hele pot. Zorg ervoor dat het aan de buitenzijde van het net en niet het net duwen.Voordat u de nethouder helemaal naar beneden duwt, duw het net met de hand naar beneden vanuit de pot en pas deze zo aan dat deze gelijkmatig en strak over de bodem wordt verspreid, wat zorgt voor een goede drainage. Schuif de pakking ring van de bodem van de pot het opzetten van een derde van de weg naar de zijkant van de pot, ervoor te zorgen dat deze deksels in de ring open naar de onderkant van de pot. Label de potten op basis van hun locaties in de array in de kas.Om de planten te laten groeien, ontkiemt de zaden in spouwbakken met het gewenste potmedium. Start het experiment wanneer de plant ongeveer 10% van de maximale drinkwatercapaciteit uitdraagt. Laat een paar gaatjes zonder zaailingen voor bodem gewicht metingen, of details, volg de tekst manuscript.Voordat u een nieuw experiment start, u de lysimeters nivelleren en kalibreren met behulp van een spirit-niveau en standaardgewichten. Voer de gewichtkalibratie uit terwijl de groene container, inclusief alle stekkers, zich in de belastingcel bevindt volgens de stappen uit het tekstmanuscript. Als u een nieuw experiment wilt starten, opent u de bedrijfssoftware en opent u het tabblad experimenten in het menu aan de linkerkant van het scherm.Klik op Nieuw maken. Geef het experiment een naam en klik op OK. Open het nieuwe experiment. Open vervolgens planten en klik op Nieuw maken.Wijzig in het venster de naam, positie, scheurgewicht en bodemtype. Klik vervolgens op Toepassen. Klik nogmaals op Planten en de tabel verschijnt op het scherm.Exporteer de tabel door te klikken op Planten exporteren in de linkerbenedenhoek van de tabel. Open vervolgens het opgeslagen Excel-bestand. Wijzig de parameters indien nodig en sla op.Klik op Planten importeren in de linkerbenedenhoek van de tabel. Wanneer een klein venster verschijnt met de tekst, planten die met succes zijn geïmporteerd, klikt u op OK. En controleer of de wijzigingen die u in het Excel-bestand hebt aangebracht, zijn geïmporteerd. Klik op het nieuwe experiment en op Experiment starten in het venster dat wordt weergegeven.Klik tot slot op OK om gegevens uit dit experiment op te nemen. Weeg de vooraf bereide lege potten af. Bij het gebruik van onderdelen die vergelijkbaar zijn met elkaar, het gemiddelde gewicht van 10 van hen zal voldoende zijn.Meng het potmedium grondig met veel water, tenzij zand of andere homogene bodemmedia worden gebruikt. En vul alle vooraf bereide lege potten uniform. Tik een paar keer op de bodem van de pot tegen de vloer om ervoor te zorgen dat het potmedium goed verdeeld is.Steek een cast van een holte mal die vergelijkbaar is in vorm en grootte aan de wortel bodem plug van de zaailingen in het midden van het potmedium. En duw het er helemaal in. Geef de potten goed water en spoel de buitenkant van de potten af.Laat ze vervolgens 30 minuten uitlekken voordat ze door gaan naar de volgende stap. Plaats alle veldpotten op de lysimeterarray in de groene containers volgens het experimentele ontwerp. Zorg ervoor dat de stekkers van de groene containers op de juiste plaats staan en dat de groene containers goed in de groef worden geplaatst.Open in de bedrijfssoftware het tabblad experiment en klik op het tabblad Componenten meten onder het nieuwe experiment. Bevestig de nieuwe meting vanaf de tijd die aan de bovenkant van het scherm is gegeven terwijl het vorige monster was ingeschakeld. Klik op Object meten.Klik op Volgende wanneer de recordgewichten en Delta-tagvensters verschijnen. Geef de nieuwe metatag in het venster Tag Record de naam als eerste meting en klik op Voltooien. Wanneer het venster Met succes van het gewicht is opgenomen, klikt u op OK. Plaats de multi outlet irrigatie druppelaars, en pot covers op elke pot in de lysimeter.Bevestig de nieuwe meting en klik nogmaals op Object meten. Klik op Volgende wanneer de recordgewichten verschijnen. Selecteer in het tagvenster Delta de eerste meting in de metatags om de sectie af te trekken en klik op Volgende.Geef de nieuwe metatags in het tagrecordvenster een naam als statische componenten en klik op Voltooien. Wanneer het venster Met succes van het gewicht is opgenomen, klikt u op OK. Klik op Planten aan de linkerkant en zorg ervoor dat de waarden worden bijgewerkt. Open vervolgens onder het nieuwe experiment het tabblad behandelingsscenario's en klik op Nieuw maken.Klik onder plan op de nieuwe stap. Kies in het midden van het scherm de aangewezen testnaam voor de behandeling en bevestig door op OK te klikken. Kies nooit voor beëindiging en klik op Toepassen. Open de irrigatiebehandelingen aan de linkerkant van de gekozen testnaam.Klik op de nieuwe stap. Wijzig in het midden van het scherm de openingstijd van de klep enkele minuten voor de huidige tijd, samen met andere parameters zoals vereist door het experiment, en klik op Toepassen. Open de planten onder het nieuwe experiment en klik op de nieuwe plantennaam.In het midden van het scherm, verander de behandeling plan te plannen. Er verschijnt een venster en klikt op OK om dit te bevestigen. Controleer of de stap dezelfde naam heeft als de naam van de irrigatietest.Klik vervolgens op Toepassen. Controleer visueel of alle potten geïrrigeerd zijn en dat overtollige irrigatievloeistof uit de geperforeerde afvoerplug van de groene container druipt. Haal de ongeperforeerde stekker uit de groene container en laat het water volledig uitlekken.Vervang vervolgens de stekker. Open het tabblad experiment en klik op Onderdelen meten onder het nieuwe experiment. Nadat u de meting hebt bevestigd, klikt u op Object meten onder de parameters van de installatie.Nadat u door de recordgewichten en Delta-tagvensters hebt geklikt, noemt u de nieuwe meta-tags als cast-pre en klikt u op Voltooien. Klik op OK wanneer het venster Met succes van het gewicht wordt opgenomen. Haal voorzichtig de stoten uit de potten.Klik op Onderdelen meten en bevestig de meting als voorheen. Klik onder parameters voor het metenplan op Object meten. Klik op Volgende wanneer het venster Recordgewichten verschijnt.Selecteer cast-pre in de meta-tags om sectie af te trekken en klik op Volgende. Geef de nieuwe metatag in het tagrecordvenster een naam als cast-post en klik op Voltooien. Klik op planten aan de linkerkant en zorg ervoor dat de waarden worden bijgewerkt.In de tabel van de plant, handmatig bijwerken van de scheur gewicht met het gewicht van de vooraf voorbereide lege potten handmatig genomen. Klik op Onderdelen meten en bevestig de meting. Klik onder meetplanparameters op Bodemnatgewicht meten.Klik op OK wanneer er een klein venster verschijnt voor bevestiging. Klik op Planten en controleer of de waarden worden bijgewerkt. Meet handmatig het gemiddelde gewicht van vijf tot 10 holte gevulde grond die goed geïrrigeerd en goed gedraineerd is zonder zaailingen.Klik nogmaals op Onderdelen meten en bevestig de meting. Klik op Set Zaailingen bulk bodem gewicht. Wanneer een klein venster verschijnt voer het gemiddelde gewicht van de bodem bulk en klik op OK. Klik op Planten en controleer of de waarden worden bijgewerkt.Terug om de parameters van de installatie te meten en klik op Plant Initial Net Weight meten. Selecteer in het tagrecordvenster een nieuwe record instellen als referentiepunt voor het nettogewicht van de plant en klik op Voltooien. Klik op OK wanneer het venster Met succes van het gewicht verschijnt, klik op Planten en controleer of de waarden worden bijgewerkt.Zorg ervoor dat de zaailingen in de spouwtrays goed geïrrigeerd zijn, trek voorzichtig de zaailingen met hun wortels bodemplug uit de holtes, waarbij ervoor wordt gezorgd dat ze niet worden verwond. En plaats ze zorgvuldig in de holtes gemaakt door afgietsingen in de potten. Herhaal de netto gewichtsmeting van de installatie zoals eerder beschreven in meta-tags meting.Als u reservewater in de groene container wilt overwegen, volgt u de aanwijzingen in het tekstmanuscript om ervoor te zorgen dat de graancontainer vol is. Ga terug naar planparameters en klik op Reservewatergewicht meten. Klik op OK wanneer de reserve water gewicht en succes vensters pop-up.Klik op Planten en exporteer de tabel door te klikken op Planten exporteren in de linkerbenedenhoek van de tabel. Open het Excel-bestand en trek het gemeten nettogewicht van de plant af en zaai het gewicht van de bulkgrond uit de gereserveerde watergewichtmeting en sla op. Klik op Planten bijwerken in de linkerbenedenhoek van de tabel.Selecteer het Excel-bestand en klik op Openen om bij te werken. Wanneer het venster Voor updatesplanten wordt weergegeven, klikt u op OK. Controleer of de waarden worden bijgewerkt. Klik onder plantparameters op Gronddroog gewicht berekenen.Wanneer het venster opduikt, invoegen grond nat gewicht en de bodem droog gewicht, of handmatig invoegen berekend bodemwatergehalte. Klik op Toepassen en klik vervolgens op Voltooien. Wanneer een venster verschijnt, klikt u op OK om dit te bevestigen.Volg het tekstmanuscript om deze waarde van het bodemwatergehalte te berekenen. Open irrigatiebehandelingen en klik op Nieuw maken en plaats de naam en klik op OK. Open de nieuwe irrigatienaam en klik op Nieuw maken. Open vervolgens het standaardbehandelingsplan, stel de klepopeningstijd en andere parameters in als dat nodig is en klik op Toepassen.Dit toont een dynamisch en modulerend irrigatiebehandelingsscenario voor de gehele experimentele periode aan op basis van gebruikersvoorkeuren. Open behandelingsscenario's, open het plan en klik op de standaardplannaam. Kies een behandelingsnaam in de lijst en klik op OK om dit te bevestigen.Kies de juiste voorwaarden voor beëindiging en klik op Toepassen. Alle mogelijkheden omvatten een time-outoptie die de kraan sluit, zelfs als de ingestelde voorwaarden niet zijn bereikt. Tot slot, volg manuscript aanwijzingen om de tabel van het plan te voltooien.Open de data analytics software en log in met uw gebruikersnaam en wachtwoord. Klik op Experiment selecteren en selecteer vervolgens het besturingssysteem en selecteer experiment. Klik in de linkerkolom van het scherm op Experimenten en typ de naam van het experiment in de naambalk onder de zoeksectie.De naam van het experiment wordt vervolgens weergegeven onder de zoeksectie in de sectie experiment. Klik op de naam van het experiment om de secties info en installaties te openen. Bewerk in de infosectie de wue-start- en WUE-einddatums voor de periode van ten minste drie dagen voor het begin van de droogtebehandeling.Klik vervolgens op Bijwerken. De WUE en de R kwadraat waarde voor elke pot zal verschijnen of bijwerken in de plant sectie. Kies of sluit in de plantensectie een plant of pot met een negatieve WUE-waarde of een R-kwadraatwaarde van minder dan 0,5 uit.Door op het ogensymbool onder de actieve kolom te klikken, die dan rood wordt. De WUE-gegevens kunnen worden geëxporteerd als een Excel-bestand door te klikken op Exportgegevens in de fabriekssectie. De omgevingsomstandigheden werden gedurende het hele experiment gemonitord door een atmosferische sonde.De verzamelde gegevens, toont fotosynthetisch actieve straling en dampdruk tekort voor verschillende dagen. En in de loop van elke dag. Het volumetric watergehalte van de droogte behandelde potten werd gemeten door bodemsondes gedurende de experimentele periode.Gegevens verzameld van een droogte behandeld indica plant wordt hier getoond. De gemiddelde berekende plantengewicht neemt consequent toe bij zowel de karla-controle als de karla-droogtebehandelingen tijdens de eerste fase van het experiment, toen alle planten vergelijkbare irrigatie kregen. Toen de droogtebehandeling op de karla-planten werd toegepast, stopten die planten met het verkrijgen van gewicht niet meer tot het herstelstadium.Op dat moment was er een toename van het gewicht die langzamer verliep dan wat werd waargenomen voor de controles. Daarentegen namen de gewichten van de karla-controle-installaties gedurende de experimentele periode voortdurend toe. Andere methoden zoals monsterverzameling voor genexpressie, mineraalgehalte en fotosynthetische activiteit kunnen tijdens deze experimenten worden gedaan met een nauwkeurige verwijzing naar het gedrag van de plant en de omgevingsomstandigheden.Functionele fenotypering is een praktische plantomgeving interacties karakterisering methode, die geeft de gebruiker een goed hulpmiddel voor het vergelijken van verschillende plant response profielen onder verschillende omgevingsomstandigheden. Elk specifiek profiel kan worden geselecteerd voor diepere studie of als bron voor gunstige fysiologische eigenschappen voor fokprogramma's.

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

Voorbijgaande Gene Expression Tobacco gebruik Gibson Vergadering en de Gene Gun

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

Fysische, chemische en biologische karakterisering van Six Biochars Geproduceerd voor de sanering van verontreinigde locaties

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 analyse van menselijke bloedplaatjes als een platform voor het bestuderen van mitochondriaal Metabolisme

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

Gelijktijdig DNA-RNA-extractie uit kustsedimenten en kwantificering van 16S rRNA genen en transcripties van Real-time 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

Screening op hormonale activiteit in water met behulp van de handel verkrijgbare<em&gt; In Vitro</em&gt; Transactivering Bioassays

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

Experimentele kolominstelling voor het bestuderen van anaërobe biogeochemische interacties tussen ijzer (Oxy) hydroxiden, sporenelementen en bacteriën

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- en spectrale Root Imaging voor Plant fenotypering en fysiologisch onderzoek: experimentele opzet en Imaging protocollen

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

On-Site moleculaire detectie van bodem-gedragen planteziekteverwekkers met behulp van een draagbare Real-Time PCR-systeem

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

Ecosysteem fabricage (EcoFAB) protocollen voor de bouw van laboratorium ecosystemen ontworpen om te bestuderen van de Plant-microbe interacties

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

Protocol voor Acute en chronische ecotoxiciteit testen van de Turquoise Killifish Nothobranchius furzeri

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