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荷兰植物生态表型中心（Netherlands Plant Eco-phenotyping Centre，，，，，，NPEC）由荷兰瓦赫宁根大学（Wageningen University & Research, WUR）与乌得勒支大学（Utrecht University） 配合合作建设和运营。。 。。。。。中心于2017年递交提案，，，，，，2022年9月尾正式启用，，，，，，研究重心在于植物表型与情形的相互关系，，，，，，力争将植物研究引入自动化和大数据的时代。。 。。。。。
NPEC研究设施与其六大研究� ？？？？？�
NPEC在几年时间中陆续建设完成了六大研究� ？？？？？椋�，，，，，其中包括3套装置在FytoScope大型步入式水培植物生长室中的PlantScreen XYZ三维移动式植物表型成像剖析系统、1套PlantScreen-SC移动式植物表型成像剖析系统、36单位Ecolab土壤-植物-大气综合研究微生态系统、多套FluorCam叶绿素荧光成像系统等。。 。。。。。
左图：FytoScope大型步入式水培植物生长室；；；；；；右图：PlantScreen XYZ三维移动式植物表型成像剖析系统：成像平台上集成有叶绿素荧光、多光谱荧光、RGB、高光谱、红外热成像等多种表型成像传感器，，，，，，成像平台可XYZ三维移动并自动丈量
PlantScreen-SC植物表型成像剖析系统是一套自力运行系统，，，，，，配备万向轮，，，，，，可在温室、作育室之间无邪移动、就近丈量，，，，，，丈量方法为人工加样+自动丈量的半自动丈量模式，，，，，，可完成叶绿素荧光、多光谱荧光、RGB、高光谱、红外热成像等多种表型成像丈量
Ecolab土壤-植物-大气综合研究微生态系统包括上部大气单位和下部土壤单位，，，，，，划分模拟和监测光照、温湿度、水分含量等情形指标。。 。。。。。上部单位作为动植物的栖息地用于研究植物地上部情形响应以及动植物相互作用；；；；；；下部单位用于研究土壤历程以及土壤动物与植物根系与土壤的互作
2023-2024年，，，，，，NPEC装置完成了两套最新型的植物表型成像系统。。 。。。。。NPEC划分将其命名为“太阳神”（Helios）和 “冥王”（Hades）。。 。。。。。其中“太阳神”（Helios）系统为一套PlantScreen传送带版高通量植物表型成像剖析系统。。 。。。。。这套系统使用传送带将植物传送到成像室中举行丈量，，，，，，实现了高通量、高精度、低滋扰、多角度的植物表型成像丈量，，，，，，同时还可自动控制植物的生长情形，，，，，，包括浇灌、光照、温度及动态周期转变等。。 。。。。。
“冥王”（Hades）系统则为一套PlantScreen高通量琼脂作育植物表型成像剖析系统。。 。。。。。这是一套专门为琼脂平板作育植物举行自动接种、作育与表型成像剖析的系统。。 。。。。。该系统为全自念头械人操作，，，，，，包括倾倒琼脂、播种、层积催芽、接种、成像剖析全自动运行。。 。。。。� ？？？？？扇菽�2160个特制作育皿的全自动全流程高通量表型剖析。。 。。。。。系统由具备GMO（转基因生物）控制区的环控室、操作台、作育柜（包括层积催芽柜）、机械人及成像事情站等组成，，，，，，可举行根系形态成像剖析、GFP等荧光卵白成像剖析、叶绿素荧光成像剖析、多光谱成像剖析、高光谱成像（透射光）剖析及香豆素荧光高光谱成像剖析等
NPEC使用这些表型组学装备已经开展了一系列研究事情并取得了大宗的科研效果，，，，，，部分研究案例如下：
马铃薯胞囊线虫（PCN）是全球马铃薯产区最具破损性的病原线虫之一，，，，，，每年造成重大的经济损失。。 。。。。。PCN在田间的侵染通常呈“病灶”状漫衍，，，，，，即仅在某些区域集中爆发。。 。。。。。然而，，，，，，早期、精准地定位这些病灶很是难题，，，，，，由于古板的土壤取样和线虫判断要领既耗时又艰辛。。 。。。。。因此，，，，，，开发一种快速、非破损性、症状前的检测手艺，，，，，，关于实现精准的局部防控、镌汰农药使用和降低经济损失具有主要意义。。 。。。。。本研究旨在探索叶绿素荧光剖析作为一种前沿的植物心理监测手艺，，，，，，是否能够通过检测植物地上部光合系统的细微转变，，，，，，来间接、早期地诊断出地下部根系的PCN侵染。。 。。。。。
研究职员将番茄莳植于PlantScreen高通量传送带表型系统的样品托盘中，，，，，，设置了5个差别梯度的PCN接种密度，，，，，，使用PlantScreen系统的FluorCam叶绿素荧光成像单位在接种后一连自动监测26天的叶绿素荧光动态成像。。 。。。。。
研究发明，，，，，，叶绿素荧光参数对PCN侵染的响应远早于古板生长指标：
1）极早期响应： 在接种后第1天，，，，，，反应光合速率的ΦPSII和光合系统热耗散的NPQ就爆发了显著转变。。 。。。。。此时，，，，，，线虫可能尚未侵入根系，，，，，，研究者推测可能是线虫卵自觉孵化或其渗透的特定分子（效应子）触发了植物的早期免疫反应所致。。 。。。。。
2）高迅速度： ΦPSII是对低水平侵染最敏感的指标。。 。。。。。纵然在最低接种密度（5卵/克土）下，，，，，，从第1天起就能检测到其下降。。 。。。。。而NPQ则在第1天对高接种密度体现出响应。。 。。。。。
最大光化学效率Fv/Fm、PSII潜在活性Fv/F0则响应较晚且对低侵染水平不敏感。。 。。。。。
本研究乐成证实晰：叶绿素荧光剖析，，，，，，特殊是NPQ和ΦPSII这两个参数，，，，，，能够作为一种极其迅速的工具，，，，，，在番茄植株泛起任何可见症状之前，，，，，，有用检测出地下部的马铃薯胞囊线虫侵染。。 。。。。。
差别叶绿素荧光参数随虫卵密度、侵染历程的转变
随着天气转变加剧，，，，，，热浪、洪涝和干旱等极端天气事务频发，，，，，，严重威胁作物生产。。 。。。。。马铃薯作为全球主要的粮食作物，，，，，，其生长和产量极易受到不良情形条件的影响。。 。。。。。本研究旨在对马铃薯（莳植种 'Désirée'）应对简单及复合非生物胁迫（高温、干旱、涝渍）举行综合性剖析，，，，，，通过整合高通量表型剖析和多组学数据，，，，，，深入明确马铃薯在模拟未来现实天气情景下的胁迫响应机制，，，，，，并建设了一个生物信息学剖析流程来整合这些重大数据。。 。。。。。这项研究由包括荷兰瓦赫宁根大学和乌得勒支大学在内的多家欧洲学术与科研单位加入，，，，，，是欧盟ADAPT马铃薯育种项目的主要研究效果之一。。 。。。。。
欧盟ADAPT马铃薯育种项目加入单位
研究职员对马铃薯植株施加简单胁迫（热应激 H、干旱 D、涝渍 W）以及复合胁迫（热+干旱 HD、热+干旱+涝渍 HDW），，，，，，并设置恢复期，，，，，，以模拟田间可能泛起的一连胁迫，，，，，，并使用PlantScree高通量表型成像剖析系统举行一连表型剖析，，，，，，监测植物体积、高度、叶面积、紧凑度等形态指标，，，，，，以及叶绿素荧光（如QY_Lss, Fv/Fm_Lss, qL_Lss）和热成像（冠层温度ΔT）等心理指标。。 。。。。。效果批注，，，，，，所有胁迫均抑制生长，，，，，，但水平差别，，，，，，复合胁迫HD的影响大于简单胁迫；；；；；；涝渍（W）的影响最迅速和严重；；；；；；三重胁迫（HDW）导致植株近乎殒命。。 。。。。。而在光合系统损伤中，，，，，，所有胁迫均降低了PSII的光化学效率（QY_Lss），，，，，，其中热应激H胁迫影响最大。。 。。。。。
团结其他组学数据，，，，，，该研究证实了马铃薯对复合胁迫（尤其是热+干旱+涝渍HDW）的极端敏感性，，，，，，同时明确了高温胁迫通过抑制光合作用和块茎形成信号（SP6A）来影响产量的要害环节。。 。。。。。该研究可为马铃薯抗逆育种提供主要的候选靶点和诊断工具，，，，，，有助于加速培育顺应未来天气转变的马铃薯品种。。 。。。。。
左图：简单、复合胁迫处置惩罚和表型组学数据采样的实验设计综述；；；；；；右图：简单和复合胁迫下的多条理响应简图
植物光合作用研究对生产力和产量至关主要。。 。。。。。随着高通量表型系统设施的生长，，，，，，光合表型的丈量变得可靠、高效。。 。。。。。然而，，，，，，只管植物级别的表型剖析已自动化，，，，，，但叶片级别的信息通常仍依赖于手动标注，，，，，，限制了研究效率。。 。。。。。本研究提出了一种新要领，，，，，，用于在植物（以拟南芥为例）的顶部拍摄图像时间序列中，，，，，，对单个叶片举行自动检测、支解和追踪。。 。。。。。
研究者将两个拟南芥生态型（Col-0 和 Ely）在PlantScree XY三维移动表型成像系统中举行差别光处置惩罚（恒定光与波动光），，，，，，并剖析其光合参数（最大光量子产量Fv/Fm和光系统II现实效率ΦPSII）。。 。。。。。植株级别叶绿素荧光成像剖析批注Col-0的Fv/Fm和ΦPSII均显著高于Ely，，，，，，且Ely的光合参数对波动光处置惩罚的响应更显着。。 。。。。。叶片级别叶绿素荧光成像剖析则进一步批注叶片年岁和叶序显著影响光合能力及其对光处置惩罚的响应。。 。。。。。在Ely中，，，，，，叶片Fv/Fm在其泛起约一周后抵达峰值然后下降；；；；；；幼叶对波动光的ΦPSII响应比老叶更强烈。。 。。。。。
该要领能够高效、自动化地追踪单个叶片，，，，，，为研究叶片发育、光合作用动态及其遗传基础提供了有力的新工具。。 。。。。。
左图：剖析流程的图形摘要；；；；；；右图：拟南芥Col-0最大光量子产量Fv/Fm的植株级别和叶片级别动态数据
罗勒（Ocimum basilicum L.）作为热带草本植物，，，，，，在低于10–12℃的低温贮藏时易爆发冷害，，，，，，体现为叶片褐斑、坏死、失去光泽等。。 。。。。。本研究希望通过采收前短期高光处置惩罚（EOP）提升罗勒的碳水化合物和抗氧化物质含量，，，，，，看是否能够增强其采后耐冷性。。 。。。。。研究职员将两个罗勒品种（Emily 和 Dolly）在笔直农业系统中，，，，，，使用LED光源（150 μmol·m?²·s?¹）举行作育。。 。。。。。采收前5天，，，，，，划分施加50、150、300、600 μmol·m?²·s?¹的光照强度。。 。。。。。采后叶片在4°C（冷害条件）和12°C（非冷害条件）下漆黑贮藏12天，，，，，，按期取样剖析。。 。。。。。
使用FluorCam叶绿素荧光成像系统丈量后发明，，，，，，罗勒叶片最大光化学效率Fv/Fm在4°C贮藏下显著下降，，，，，，但EOP光强对其无显著影响。。 。。。。。Fv/Fm反应了植物光合反应中心在胁迫条件下的损伤水平，，，，，，是现在权衡植物受胁迫水平与抗性崎岖最迅速的指标之一。。 。。。。。因此，，，，，，效果批注，，，，，，EOP高光可有用提升罗勒的营养价值（碳水化合物、迷迭香酸、抗坏血酸），，，，，，但未能增强罗勒的耐冷性。。 。。。。。
差别处置惩罚的Fv/Fm与整体视觉品质
参考文献：
北京海洋之神590官网入口生态手艺公司提供植物表型剖析手艺周全解决计划并提供相关参考文献：
左图： PlantScreen植物表型成像剖析系统；；；；；；右图：PhenoTron® PTS植物表型成像剖析系统
左图：新一代FluorCam1300多引发光多光谱荧光成像系统；；；；；；中：FluorTron®植物光合表型成像剖析系统；；；；；；右：使用海洋之神590官网入口叶绿素荧光成像手艺丈量番茄种子萌发率并评估种苗活力
PhenoTron®智能LED光源作育与表型剖析平台与西洋参诱变育种叶绿素荧光成像（EcoTech®实验室）
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