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以色列Plant-DiTech高通量植物生理表型平臺

以色列Plant-DiTech高通量植物生理表型平臺

產品型號: Plantarray

所屬分類:植物生理表型研究平臺

更新時間:2022-05-11

簡要描述:以色列Plant-DiTech高通量植物生理表型平臺是一款基于稱重的高通量、多傳感器生理表型平臺以及植物逆境生物學研究通用平臺。該系統可持續、實時測量位于不同環境條件下、陣列中每個植株的土壤-植物-空氣(SPAC)中的即時水流動。直接測量根系和莖葉系統水平衡和生物量增加,計算植物生理參數以及植物對動態環境的反饋。

詳細說明:

Plantarray是一款基于稱重的高通量、多傳感器生理表型平臺以及植物逆境生物學研究通用平臺。該系統可持續、實時測量位于不同環境條件下、陣列中每個植株的土壤-植物-空氣(SPAC)中的即時水流動。直接測量根系和莖葉系統水平衡和生物量增加,計算植物生理參數以及植物對動態環境的反饋。系統以有效、易用、無損的方式針對植物對不同處理的反應、預測植物生長和生產力進行定量比較,廣泛應用于生物脅迫和非生物脅迫以及植物栽培加速育種研究等,脅迫研究涵蓋干旱脅迫、鹽脅迫、重金屬脅迫、熱、冷脅迫、光脅迫以及灌溉/養分、CO2指示、植物健康等領域的研究。

 

 

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主要優勢

加速農業研究、縮短新產品推向市場時間

定量、確定、可信結果

全植株、根系、枝葉系統、環境測量

多種產品和環境檢測驗證

提升科研水平

聚焦田間實驗

持續、實時生物反饋

模塊設計、分步預算

無需基礎設施投資

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Plantarray 高頻測量植物對動態環境條件的反應

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主要特征

性狀精度

Plantarray

植物生物量增益

高水準, 直接

蒸騰

高水準, 直接

水利用效率

高水準, 直接

營養利用效率

高水準, 直接

根活力

高水準, 直接

氣孔冠層導度

高水準, 直接

土壤水含量、溫度、EC

高水準, 直接

鹽水準(EC)

高水準, 直接

耐旱和恢復指數

高水準, 直接

鑒別干旱脅迫點

高水準, 直接

氣象指數,VPD

高水準, 直接

環境傳感器 (PAR, PH, 風速等)

高水準, 直接

主要診斷能力

診斷能力

Plantarray

定量測量

高水準

高精度取樣

高水準

實時測量 (相同條件)

高水準

多重個性化處理

高水準

隨機結構

高水準

實時分析

高水準

應用套件

應用套件

Plantarray

干旱脅迫

高水準

鹽度和重金屬脅迫

高水準

灌溉 / 養分

高水準

CO2 指示

高水準

熱、冷脅迫

高水準

高水準

植物健康

早期檢測

主要特點

直接精確測量主要生理-產量相關性狀

不同模式控制灌溉-時間、重量、土壤濕度、日常蒸騰等

自動、實時測量陣列中單個植株

高時空分辨率

24/7 持續測量枝葉系統、根系以及環境

基于反饋的*灌溉控制

云實時數據分析

全植株、無損測量

適合多數植物、土壤類型和生長階段

Plantarray系統可靠、耐用,是數十年利用稱重蒸滲計(重力稱量)系統的研究成果,用于監測在不同變化環境條件下不同植物的反饋。

Plant-Ditech長期專業經驗融入在系統每個部分之中。每個花盆置于高精度稱重天平上,稱重天平與控制單元相連,可持續24小時/7天測量花盆重量,并可進一步計算器生理性狀。

包含2個控制閥用于最大灌溉、施肥靈活性

可進行自動化、個性化、植物特異反饋灌溉

每個控制單元設計可容納4個額外傳感器、

盡管內部互連,當單元損壞不影響其他單元使用

降低噪音以及使用長電纜的需求

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特別設計排水容器

堅固-無移動部件

整個花盆容量范圍 (2 - 60L)

4個排水位

防止水漏在蒸滲計表面

不影響植物和實驗前提下實現水和根測量

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以色列Plant-DiTech高通量植物生理表型平臺技術參數 

測量單元配有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;

高精度稱重模塊,最大測重量達50kg(測量范圍依具體配置而定),測量精確度±0.02%稱重量;

植物生長容器滿足多種植物的生長需求,容積2-60L,采用防漏水、濺水設計;

可根據植物生長時間或生長容器重量選擇灌溉模式,灌溉系統采用精準的滴灌控制,能夠精確的控制澆水、施肥或施用生物激素的量;

多種土壤類、氣象類高精度傳感器備選,用于測量土壤含水量、溫度、電導率,空氣溫濕度、PAR、氣壓、NDVI等參數;

直接測量參數:

重量、空氣濕度、空氣溫度、氣壓、輻射(PAR)、土壤水分、土壤電導率、土壤溫度、日蒸騰

計算參數:

植物生物量增益、日蒸騰、水分利用效率、氣孔導度、抗脅迫因子、水分相對含量、 根穿透力、根系水通量、VPD。

以色列Plant-DiTech高通量植物生理表型平臺技術優勢

Plantarray平臺相比于現有系統,具有操作簡單,成本低的特點。該系統將冗長的手動調試過程從數月甚至數年縮減為數周,節約了大量寶貴的時間。通過試錯方式,利用低成本的自動化系統,Plantarray減少了大規?,F場密集測試的工作。/ 

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*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。 

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Plantarray系統應用領域 

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;

生物逆境脅迫研究:如病蟲害等

在農作物、蔬菜、樹木、藥用植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。

應用案例

非生物脅迫反應應用

非生物脅迫是指環境影響如干旱(缺水),鹽度,澆水過量),溫度(冷、霜和熱)以及有毒物質,這些非生物脅迫可負面影響作物以及其它植物生長、發育、產量以及種子品質。

現代作物產量高,但易受到非生物脅迫影響。因基因環境互作的復雜性,提升作物脅迫反應面臨巨大挑戰, 特別是氣候變化期間。要滿足全球日益增長的食品需求,研究人員在努力培育適應惡化條件的作物優化品系。

Plantarray高通量植物生理研究平臺提供了簡單易用的軟硬件工具,可自動控制實驗陣列每個花盆的灌溉處理(品質和數量),分析每個植株對控制處理的反應。

通過測定檢測施加環境脅迫條件的植物的特定脅迫閾值,系統顯著降低了研究植物應對缺水環境的研究時間和精力,并與田間結果高度相關聯。

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干旱處理:澆水良好處理控制

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熱分布圖和圖表(生長速率)

根系生理表型性能應用

根在水吸收中的作用非常重要,但是,因根位于地下,要想持續對其進行監控非常具有挑戰性,特別是采用無損監測方法。

使用嵌入土壤的傳感器,可測量土壤濕度、溫度以及電導率,同時測量其它環境信號和生理參數,Plantarray可對多個功能性狀進行定量評估,例如流入根的水分-土壤傳感器可持續、精確測量水流入每株植株的速率。

干旱臨界點

植物土壤水流入以及流出的即時平衡(蒸騰)提供了不同研究植物和處理條件下的冠層相對水含量(RWC)和其變異。植物RWC認為是植物脅迫狀態的比較參照點。

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SPAC-Analytics分析軟件

Plant-DiTech公司的SPAC (土壤-植物-空氣連續體)分析是基于云服務的軟件,可進行實時數據、分析以及生產力。

SPAC-Analytics分析軟件可幫助農業研究者處理多傳感器和來源的輸入數據 ,提供多種種植和生產力性狀相關的數據統計和圖標信息,包括環境參數(包括脅迫)。輸出是詳細的性能分析,是基于植物群體和處理反饋的高級數據統計工具。來自大陣列的植物樣品的生長循環任一時期的數據可自動、持續追溯 。該軟件可幫助你在實驗時和實驗后實時運行多個分析,可使用海量實時數據進行人工處理。

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SPAC-分析主要優勢

實時數據統計分析-多因素ANOVA或配對T-檢驗-結果可靠、快速 

達到目標- 實驗中優化實驗參數,確保關鍵的處理效果

快速定量選擇-生成基于性能的概述,用于對植物針對不同環境的生理反饋進行分級和評分

負責實驗以簡潔圖標展示-測量生理變量和環境條件之間的時空關系,展示趨勢、異常以及比率

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SPAC-analytics分析軟件如何工作 

系統對相關性以數字、圖表的形式進行處理并展示,下列測量和施加條件之間的測量值、趨勢、異常和比率的關系

1、測量參數的平滑時間(重量、土壤水含量、空氣水需求等)。

2、一段時間上述所提到參數的變化率。

3、不同時間間隔的植物生物量增益(天、周、和季度)。

4、日常蒸騰的模式。

5、不同時間間隔的(天、周、季度)水利用效率 (WUE) 。

6、土壤水含量 (質量平衡計算或特定傳感器直接測r)。

7、一天中不同小時氣孔導度變化。

8、從土壤到根系的水流(安裝土壤傳感器)。

9、一天每小時的植物相對含水量的變化 

SPAC-analytics主要優勢 

Plant-DiTech公司的SPAC-Analytics軟件是基于網絡軟件系統,可讓用戶瀏覽并分析每個傳感器輸入的在線數據。任意網絡瀏覽器都可以管理圖形結果,基于用戶數據采集,整個實驗期間都可瀏覽。在用戶的統計軟件上,選擇部分可與背景數據一起導出用于下一步工作用。一群樣品中的單個植株以及數百個植株的陣列的分辨率有所差異。用戶可控制整個群體以及單個樣本,例如:

1、選擇植物/一行(剔除特殊植物)

2、參數選擇

3、日期范圍選擇

4、4、平滑/非平滑圖型展示 

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Plant-DiTech公司的SPAC-Analytics 軟件可提供快速、可靠的在線科學分析。



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