Нидерландский центр экологического профилирования растений (Нидерландский центр экофенотипирования растенийА,НПЭК)АУниверситет Вагенингена (Нидерланды)Вагенингенский университет и исследования, WURс Утрехтским университетом(Утрехтский университетСовместное строительство и эксплуатация. Центр в2017Предложение было представлено в 1999 году,2022год9Официально открыт в конце месяца, исследования сосредоточены на фенотипах растенийиокружающая средаВзаимосвязь, которая стремитсяИсследования растенийВведениеЭпоха автоматизации и больших данных.

НПЭКЗа несколько лет строительство было завершено.Шесть основных исследовательских модулей, в том числе3Набор установленФитоСкопБольшой шагГидропоникаРастительная камераСреднийПлантэкран XYZТрехмерная мобильная система профилирования растений,1комплектPlantScreen-SCМобильная система профилирования растений,36элементЭколабПочвы-растение-Комплексные атмосферные исследования микроэкосистемФлуорКамХлорофилл флуоресцентные системы визуализации и тд.

2023 - 2024 годыГоды,НПЭКЗавершена установка двух новейших систем визуализации поверхности растений.НПЭКОни называются отдельно ".Бог Солнца« (Гелиос)и “Король подземного царства« (АдесаВ)). среди“Бог Солнца« (Гелиос) Система является однойPlantScreenТранспортная ленточная версия высокопроизводительной системы профилирования растений. Эта система использует конвейер для передачи растений в камеру визуализации для измерения, достижения высокой пропускной способности, высокой точности, низких помех, многоугольных измерений профилирования растений, а также автоматического управления средой роста растений, включая полив, освещение, температуру и динамические циклические изменения.

“Король подземного царства« (Адеса) Система является однойPlantScreenВысокопроизводительная система анализа профилей растений для выращивания агара. этоЭто система, предназначенная для автоматической вакцинации, культивирования и профилирования растений, выращиваемых на планшетах агара. Система полностью автоматизирована для роботизированной работы, включая сброс агара, посев, слоистое прорастание, вакцинацию, анализ изображений полностью автоматизирован. Можно принять2160Полностью автоматический полнопроцессный высокопроизводительный поверхностный анализ специальных чашек Петри. Система состоит из имеющихсяГМО(ГМО) Зона управления кольцевой диспетчерской, операционной станции, инкубатора (включая слоистый прорастающий шкаф), робота и рабочей станции визуализации и т. Д. В составе, может выполнять анализ морфологической визуализации корневой системы,ГФПАнализ изображений изофлуоресцентных белков, анализ флуоресцентных изображений хлорофилла, анализ многоспектральных изображений, анализ гиперспектральных изображений (прозрачных) и анализ флуоресцентных гиперспектральных изображений

НПЭКС помощью этих фенотипических гистологических устройств был проведен ряд исследований и получены многочисленные научные результаты, некоторые из которых приводятся ниже:

1. неинвазивное и предсимптоматическое обнаружение инфекции нематоды картофеля в томатах с помощью флуоресцентного анализа хлорофилла

Картофельный червь (ПКНЭто один из разрушительных патогенных нематод в районах производства картофеля по всему миру, который ежегодно наносит огромный экономический ущерб.ПКНИнвазивное заражение на полях обычно имеет "очаговое" распределение, то есть концентрируется только в определенных районах. Однако ранняя и точная локализация этих очагов очень сложна, поскольку традиционные методы отбора проб почвы и идентификации нематод отнимают много времени и усилий. Поэтому разработка технологии быстрого, неразрушающего и доконфликтного тестирования имеет большое значение для достижения точной локальной профилактики и контроля, сокращения использования пестицидов и снижения экономических потерь. Целью этого исследования является изучение того, может ли флуоресцентный анализ хлорофилла, как передовой метод физиологического мониторинга растений, косвенно и на ранней стадии диагностировать подземные корни, обнаруживая незначительные изменения в системах фотосинтеза в верхней части растений.ПКНИнвазия.

Исследователи выращивают помидорыPlantScreenВысокопроизводительная конвейерная лента в лотке образцов системы профилирования5Разные градиенты.ПКНПлотность вакцинации, использованиеPlantScreenсистемныйФлуорКамБлок флуоресцентной визуализации хлорофилла автоматически контролируется после вакцинации26Флуоресцентное динамическое изображение хлорофилла в течение суток.

Исследование показало, что параметры флуоресценции хлорофиллаПКНРеакция на заражение намного раньше, чем традиционные показатели роста:

1Очень ранний ответ: после вакцинации1День, отражающий скорость фотосинтезаПСIIтермически диссипативный в системе фотосинтезаНПКПроизошли значительные изменения. В это время нематоды, возможно, еще не вторглись в корневую систему, и исследователи предполагают, что это может быть вызвано спонтанным высиживанием яиц нематод или выделением определенных молекул (эффектонов), которые вызывают ранний иммунный ответ растения.

2Высокая чувствительность:ПСIIЭто наиболее чувствительный показатель низкого уровня заражения. Даже при плотности вакцинации (5Яйцо/Кету) ниже, от1С небес можно обнаружить его падение. АНПКА в1Дни показали реакцию на высокую плотность вакцинации.

Максимальная фотохимическая эффективностьФв/ФмАПСIIПотенциальная активностьFv/F0Они реагируют позже и не чувствительны к низким уровням заражения.

Это исследование успешно доказало: флуоресцентный анализ хлорофилла, особенноНПКИПСIIЭти два параметра могут служить чрезвычайно чувствительным инструментом для эффективного обнаружения проникновения нематод картофеля в нижней части земли до появления каких - либо видимых симптомов у растений томатов.

2. Высокопроизводительный фенотипический анализ картофеля для одиночного и комбинированного принуждения

По мере усиления изменения климата такие погодные явления, как периоды жары, наводнения и засухи, становятся все более частыми, что создает серьезную угрозу для сельскохозяйственного производства. Картофель, являющийся важной продовольственной культурой в мире, чрезвычайно уязвим для роста и урожайности в неблагоприятных экологических условиях. Целью исследования является выращивание картофеля ( "Желание"Необходимо провести комплексный анализ моно - и комбинированного абиотического принуждения (высокая температура, засуха, заболачивание), углубить понимание механизма принудительного реагирования картофеля в моделировании будущих реальных климатических сценариев путем интеграции высокопроизводительного поверхностного анализа и мультигистологических данных, а также создать процесс биоинформационного анализа для интеграции этих сложных данных. Это исследование включаетУниверситет Вагенингена, НидерландыиУтрехтский университетМногие европейские академические и научно - исследовательские организации участвуют в ЕСАДАПТОдин из важных результатов проекта по выращиванию картофеля.

Исследователи применяют одиночное принуждение к растениям картофеля (тепловой стресс) H, ЗасухаДЗаболачиваниеВИ комбинированное принуждение (тепло)+ЗасухаHDТепло+Засуха+Затоплениеаппаратное обеспечение) и установить период восстановления, чтобы имитировать непрерывное принуждение, которое может возникнуть в поле, и использоватьPlantScreeВысокопроизводительная система анализа поверхностных изображений для непрерывного поверхностного анализа, мониторинга объема, высоты, площади листьев, компактности и других морфологических показателей растений, а также флуоресценции хлорофилла (например,QY_Lss, Fv/Fm_Lss, qL_Lssи тепловидение (температура коронарного слоя - дельта)Т) и другие физиологические показатели. Результаты показывают, что все принуждение подавляет рост, но в разной степени, комбинированное принуждениеHDПоследствия перевешивают единичное принуждение; Затопление (ВНаиболее быстрое и серьезное воздействие; Тройное принуждение (аппаратное обеспечениеЭто приводит к почти гибели растений. При повреждении фотосинтетической системы все принуждения уменьшаются.ПСIIХимическая эффективность (QY_Lss), среди которых тепловой стрессHПринуждение оказывает наибольшее воздействие.

В сочетании с другими гистологическими данными исследование подтвердило композитное принуждение картофеля (особенно тепло)+Засуха+Затоплениеаппаратное обеспечениеЧувствительность, в то же время ясно, что высокотемпературное принуждение образует сигналы путем подавления фотосинтеза и клубней (СП6АЧтобы влиять на ключевые звенья производства. Исследование может предоставить важные кандидаты и диагностические инструменты для устойчивой селекции картофеля, что поможет ускорить выведение сортов картофеля, адаптированных к будущим изменениям климата.

3. Отслеживание фотосинтеза отдельных лопастей в высокопроизводительной поверхностной системе

Исследования фотосинтеза растений имеют решающее значение для производительности и урожайности. С развитием высокопроизводительных поверхностных систем измерения фотосинтетических форм становятся надежными и эффективными. Тем не менее, хотя фенотипический анализ на уровне растений автоматизирован, информация на уровне лопастей, как правило, по - прежнему зависит от ручной маркировки, что ограничивает эффективность исследований. В этом исследовании предлагается новый метод автоматического обнаружения, разделения и отслеживания отдельных лопастей в верхней части временных рядов снимков растений (например, мизиноидной горчицы).

Исследователи определили два типа биопсии (Колон-0иЭли) ВПлантэкран XYВ трехмерной подвижной системе визуализации поверхности выполняется различная световая обработка (постоянный и волновой свет) и анализируются параметры фотосинтеза (максимальная производительность фотонов)Фв/Фм& Световая системаIIФактическая эффективностьПСIIВ)). Анализ флуоресцентных изображений хлорофилла на уровне растений показывает,Колон-0的Фв/ФмИПСIIВсе они значительно вышеЭлиИЭлиРеакция параметров фотосинтеза на волновую фотообработку более очевидна. Анализ флуоресцентных изображений хлорофилла на уровне лопастей также показывает, что возраст и последовательность листьев значительно влияют на фотосинтез и его реакцию на фотообработку. вЭлиСредняя, лопаткаФв/ФмПик достигается примерно через неделю после его появления, а затем снижается; Маленькие листья на волнистый светПСIIРеакция сильнее, чем у старого.

Этот метод позволяет эффективно и автоматизированно отслеживать отдельные листья, предоставляя мощные новые инструменты для изучения их развития, динамики фотосинтеза и их генетической основы.

4. Влияние различных интенсивностей света на холодостойкость после базилика

Роллер (Восемь баз.Л.) Как тропические травянистые растения, ниже10- Да.12При низкотемпературном хранении при температуре Цельсия C может произойти охлаждение, проявляющееся в коричневом пятне листа, некрозе, потере блеска и так далее. Исследование предполагает краткосрочную высокооптическую обработку (ЭОППовысьте содержание углеводов и антиоксидантов в базилике, чтобы увидеть, можно ли повысить его устойчивость к холоду после добычи. Исследователи выделяют два сорта базилика (ЭмилииДолли) В вертикальных сельскохозяйственных системах используетсясветодиодныеИсточник света (150 мкмоль·мА²·сА¹) Провести культивирование. До сбора5Дни, наложенные отдельно50、150、300А600 мкмоль·мА²·сА¹Интенсивность света. После того, как лопатка4БС(Холодные условия) и12БСТёмное хранение (в неохлажденных условиях)12Дни, регулярный отбор проб для анализа.

利用ФлуорКамИзмерения флуоресцентной системы изображения хлорофилла показали максимальную светохимическую эффективность лопастей базиликаФв/Фмв4БСПри хранении значительно снижается, ноЭОПСила света не оказывает на него существенного влияния.Фв/ФмСтепень ущерба, нанесенного центрам фотосинтеза растений в принудительных условиях, в настоящее время является одним из показателей степени принуждения и сопротивляемости растений. Таким образом, результаты показывают,ЭОПВысокий свет эффективно повышает питательную ценность базилика (углеводы, розмариновая кислота, аскорбиновая кислота), но не повышает его устойчивость к холоду.

Ссылки:

1. Van Himbeeck R, Binnebösz E L, Amora D, et al. Неинвазивное, предсимптоматическое обнаружение инфекции картофельной кисты нематодами в помидорах с использованием анализа хлорофилльной флуоресценции. Фитопатология, 2025, 115(1): 77-84.

2. Загоршčak M, Abdelhakim L, Rodriguez-Granados N Y, et al. Интеграция данных мультиомики и глубокого фенотипирования дает представления о реакциях на одиночный и комбинированный абиотический стресс в картофеле [J]. Физиология растений, 2025, 197(4): kiaf126.

3. Jurado-Ruiz F, Nguyen T P, Peller J, et al. LeTra: рабочий процесс отслеживания листьев, основанный на свирковых нейронных сетях и пересечении через союз [J]. Методы растений, 2024, 20(1): 11.

4. Larsen D H, Li H, van de Peppel A C, et al. Высокая интенсивность света в конце производства улучшает питательную ценность базилика, но не влияет на толерантность к охлаждению после сбора урожая. Химия пищевых продуктов, 2022, 369: 130913.

Компания Beijing Yikotai Ecology Technology предлагает комплексное решение для технологии поверхностного анализа растений и предоставляет соответствующую справочную литературу:

АмеждународныйPlantScreenВысокопроизводительная система профилирования растений, с конвейерной версией,XYZВерсия,ПлантСкродин SCРазличные функциональные характеристики, такие как анализ корневой системы

АФеноТрон®Системы анализа поверхностных изображений растений, агросенсорная технология нового поколения+ ИИТехнология платформы, в соответствии с фактическими потребностями отечественных пользователей и гибкой конфигурацией сцены установки, с гиперспектральной визуализацией,УФ-МКФУльтрафиолетовое излучение стимулирует флуоресценцию растений (принудительно индуцированная флуоресценция вторичных метаболитов) гиперспектральное изображение, флуоресцентное изображение хлорофилла,Термо-RGBИнфракрасное тепловидение иRGBАнализ слияния изображений,3Dлазерное сканирование, анализ изображений и другие методы поверхностного анализа,ИИТехнология платформы включает автоматические системы доставки,XYZПлатформы, подвесные двойные платформы, роботизированные платформы и другие интеллектуальные платформы для выбора

АФлуорКамФлуоресцентная система визуализации хлорофилла с тысячами международных научных работ

АФлуорТрон ®Система анализа изображений фотосинтеза растений, которая может настраивать флуоресцентную динамическую визуализацию хлорофилла, флуоресцентную спектроскопию хлорофилла в зависимости от потребностей клиента,ЛЕДИФ(флуоресцентные системы визуализации хлорофилла в коронарном слое и т.д.)

АФеноТрон®интеллектуальныйсветодиодныеПлатформа для культивирования источников света и поверхностного анализа, объединяющая многоканальный интеллектсветодиодныеИсточники света и технология многоисточниковых поверхностных датчиков в одном, могут быть обучены точному освещению растений, в то время как хлорофилл (содержание) и флуоресцентная визуализация хлорофилла,Термо-RGBИзображения, многофункциональная гиперспектральная визуализация и другие онлайн - круглосуточный мониторинг и анализ поверхности растений.

АFluorPenСерия портативных флуоресцентных хлорофиллов (с зондами и лопастными зажимами, для водорослей)АкваПенПробный флуоресцентный прибор с хлорофилломLCiАLCproЭкзофотосинтезатор представляет собой переносную систему профилирования полевых культур

АФлуорТронСерия многоспектральных флуоресцентных изображений хлорофилла/Многофункциональная система анализа гиперспектральных изображений

АКомпания PhenoPlot®Портативная система профилирования полевых или тепличных культур

АPhenoTron® ПТССистема профилирования растений

АПолевая платформа для анализа профилей роботов - инспекторов

Аэндотелиальный светодиодСистема мониторинга флуоресценции хлорофилла

АМодульная система профилирования сельскохозяйственных культур