逆境模擬及植物生長監測系統 Plantarray

逆境模擬及植物生長監測系統是一套高通量，以植物生理學為基礎的高精度表型系統，可以完成整個植物生長周期中不同環境下的SPAC因子的測量。連續不間斷的獲取陣列內所有植物的監測數據，實時監控和及時調整每個培養容器中的土壤條件，包含土壤水分、鹽分。

Israeli Center of Research Excellence facility in Rehovot

逆境模擬及植物生長監測系統的主要優點:

生理學特征的監測和數據高通量分析，如生長速率、蒸騰速率、水分利用率、氣孔導度等特征；

連續控制不同的土壤和水分環境（如干旱、鹽分或化學物質）；

理想的實驗平臺：

全自動；

均一檢測；

適用于不同類型植物；

精確測量；

非破壞性；

實現隨機分組實驗設計；

3-4周的實驗相當于4-6個月的人工工作；

操作簡單，維護費用幾可忽略；

靈活的設計能夠滿足任何溫室中不同方面的科學研究需求。

實時統計分析-為了數據的可靠快速分析，提供多階乘ANOVA或配對T檢驗；

實驗目的-在實驗運行中為了確保處理的效果可以獲取優化的實驗參數；

快速定量選擇-提供植物對于不同環境需求生理反應的評級和評分的簡況；

復雜實驗通過簡要圖像呈現生理參數與環境條件的空間和時間關系，顯示趨勢、異常和比率。

逆境模擬及植物生長監測系統的應用領域:

非生物逆境脅迫研究，比如：干旱、淹水、營養、有毒物質等脅迫研究；

在農作物、蔬菜、樹木、YY植物、燃料作物等方面的育種研究；

根系的土壤穿透力、水通量研究；

生物激素與養分研究；

生理生態學研究等。

測量參數:

逆境模擬及植物生長監測系統的技術參數:

l PIU單元含有3個數字通道、1個模擬通道、1個稱重式蒸滲儀通道，所有的傳感器可以同時連續工作；

l 德國高精度稱重模塊，ZD測重量50kg（測量范圍根據具體配置而定），測量精確度±0.02%稱重量；

l 植物生長容器滿足多種植物的生長需求，容積1.5-60L，具有防漏水、濺水設計；

l 可以根據植物生長時間或生長容器重量選擇灌溉模式，灌溉系統采用以色列JZ的滴灌系統控制，能夠精確的控制澆水、施肥或施加生物激素的量；

l 土壤類、氣象類傳感器選擇美國高精度傳感器測量土壤含水量、溫度、電導率，空氣溫濕度、PAR、氣壓等參數；

應用案例

代表文獻：

1. Xinyi Wu. et al. Unraveling the Genetic Architecture of Two Complex, Stomata-Related Drought-Responsive Traits by High-Throughput Physiological Phenotyping and GWAS in Cowpea. Frontiers in Genetics, 743758(2021)

2. AK Pandey. et al. Functional physiological phenotyping with functional mapping: a general framework to bridge the phenotype-genotype gap in plant physiology. iScience, 102846(2021).

3. Yanwei Li. et al. High-Throughput physiology-based stress response phenotyping: Advantages, applications and prospective in horticultural plants. Horticultural Plant Journal (2020)

4. Weksler, S. et al. A Hyperspectral-Physiological Phenomics System: Measuring Diurnal Transpiration Rates and Diurnal Reflectance. Remote Sensing 12, 1493 (2020).

5. Illouz-Eliaz, N. et al. Mutations in the tomato gibberellin receptors suppress xylem proliferation and reduce water loss under water-deficit conditions. Journal of Experimental Botany (2020).

6. Dalal, A. et al. A High Throughput Gravimetric Phenotyping Platform for Real Time Physiological Screening of Plant Environment Dynamic Responses. bioRxiv (2020).

7 . Yaaran, A., Negin, B. & Moshelion, M. Role of guard-cell ABA in determining steady-state stomatal aperture and prompt vapor-pressure-deficit response. Plant Science 281, 31-40, doi:https://doi.org/10.1016/j.plantsci.2018.12.027 (2019).

8 . Illouz-Eliaz, N. et al. Multiple Gibberellin Receptors Contribute to Phenotypic Stability under Changing Environments. The Plant Cell 31, 1506, doi:10.1105/tpc.19.00235 (2019).

9 . Gosa, S. C., Lupo, Y. & Moshelion, M. Quantitative and comparative analysis of whole-plant performance for functional physiological traits phenotyping: New tools to support pre-breeding and plant stress physiology studies. Plant Science 282, 49-59, doi:https://doi.org/10.1016/j.plantsci.2018.05.008 (2019).

10 . Dalal, A. et al. Dynamic Physiological Phenotyping of Drought-stressed Pepper Plants Treated with'Productivity-Enhancing’and'Survivability-Enhancing’Biostimulants. Frontiers in Plant Science 10, 905 (2019).

11 . Dalal, A. et al. A High-Throughput Physiological Functional Phenotyping System for Time-and Cost-Effective Screening of Potential Biostimulants. bioRxiv, 525592 (2019).

12 . Galkin, E. et al. Risk‐management strategies and transpiration rates of wild barley in uncertain environments. Physiologia plantarum (2018).

13 . Yaaran, A., Negin, B. & Moshelion, M. Role of guard-cell ABA in determining maximal stomatal aperture and prompt vapor-pressure-deficit response. bioRxiv, 218719 (2017).

14 . Nir, I. et al. The tomato DELLA protein PROCERA acts in guard cells to promote stomatal closure. The Plant Cell, tpc. 00542.02017 (2017).

以色列 Plant-Ditech