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    西红柿表型与代谢组学研究案例

    发布时间: 2020-02-26  点击次数: 791次

    易科泰植物表型分析技术快讯——西红柿表型与代谢组学研究案例

        植物源蛋白水解物(PHs)是一类重要的生长的刺激素,影响植物表型组及代谢组特征,进而促进植物生长和作物产量,尤其在缺水、盐胁迫、重金属等逆境条件下,这种促进作用更加突出PSI植物表型组学研究中心科学家Klara Panzarova等,利用PlantScreen高通量表型分析平台,就一种PH对西红柿表型与代谢组学的影响进行了研究,并近发布研究论文“A Combined Phenotypic and Metabolomic Approach for Elucidating the Biostimulant Action of a Plant-derived Protein Hydrolysate on Tomato Grown under Limited Water Availability”

        研究过程中,采用PlantScreen高通量表型分析系统来对实验条件下的西红柿反应进行无损监控,结合代谢组学分析,综合研究一种PH的作用效果。PlantScreen高通量表型分析系统整合LED植物智能培养、自动化控制系统、RGB多维成像、叶绿素荧光成像分析、热成像分析、自动称量与浇灌等多项技术。

    • PlantScreen表型分析系统进行西红柿样品播种、培养与分组处理

    1walk in大型步入式生长箱中培养西红柿样品,自动控温控湿控光,环境条件精确调节、调控指标高度均一可进行多云天气模拟,添加了远红光,实现0-100%的调控;光质、培养设施定制化远程控制

    2移栽至标准培养盆中,通过自动称量与浇灌单元,施加水分、营养液等继续培养。之后将样品植株分为3组,每组6株,分别no application、foliar application、drench application三种PH喷施处理。每株使用条形码标识符进行标记,以便PlantScreen表型分析系统自动识别分析。

     

    PlantScreen系统培养及处理

    2. 通过PlantSreen进行高通量表型成像与分析

    通过自动传送系统,将植物定位至平台进行暗适应后,进行无损的叶绿素荧光成像、多角度RGB成像与红外热成像,以获得样品的成像图并通过软件自动分析相应表型指标,以此评估PH的功能结果表明:PH是一种能有效提高有限水条件下植物生产力的生物刺激素,且相比叶喷,浇灌方式作用更佳

     

    PlantScreen系统样品自动传送定位与成像分析过程

     

    1)样品成像。直观地显示PH及其施加方式对西红柿生长过程中生长性状、光合生理动态变化及植株温度的影响。

     

    不同时间表型成像图(A.侧面RGB成像,B.冠层RGB成像,C.叶绿素荧光成像,D.红外热成像)

     

    1. 将RGB成像进行分析,建立数学模型,计算数字生物量与相对生长率,以评估PH对西红柿生长的影响。

     

    数字生物量 B.相对生长率

     

    1. 红外热成像分析。计算相对温度变化,同时,通过叶片表面温度评估植物蒸腾利用效率,进而评估PH的作用。植物蒸腾作用直接影响其温度,而蒸腾作用与气孔导度相关性极高,气孔导度较高则表明CO2固定效率高,利于合成更多的有机物,促进生长。

     

    相对温度变化 B.蒸腾利用效率

     

    4叶绿素荧光成像系统检测程序包括标准Protocol及自主编程功能。针对性地测量并获得数十个光合参数,代表了植物的生长生理状态。本文对其中电子传递速率(ETR)、大光化学效率(Fv/Fm)、光化学淬灭(qP)等光合参数分析,以评估PH的作用。

     

    光合参数变化

     

    易科泰生态技术公司作为PSI公司中国*家代理和技术服务中心,可提供From FluorCam to PlantScreen 作物表型分析全面解决方案:

    FluorCam叶绿素荧光成像技术,

    FluorCam多光谱荧光成像技术,

    Specim高光谱成像技术,

    Thermo-RGB红外热成像融合技术

    PlantScreen高通量植物表型分析技术,

    PhenoPlot野外作物表型分析技术,

    SpectraScan温室植物表型分析技术

            PSI植物表型研究中心中国合作伙伴——易科泰生态技术公司Ecolab实验室,拥有叶绿素荧光成像、多光谱荧光成像、IQ手持式高光谱仪、400-1700nm高光谱成像系统、 PhenoPlot轻便型作物表型分析系统及SpectraScan高光谱扫描成像平台等,可提供合作实验、表型分析、种质资源检测技术服务等。