Bildbasierte Hochdurchsatz-Phänotypisierung zur Bestimmung morphologischer und physiologischer Reaktionen auf Einzel- und Kombinationsbelastungen bei Kartoffeln

Wir haben ein bildbasiertes Phänotypisierungsprotokoll entwickelt, um die morphologischen und physiologischen Reaktionen auf einfache und kombinierte Hitze-, Trockenheits- und Staunässebehandlungen zu bestimmen. Dieser Ansatz ermöglichte die Identifizierung von frühen, späten und Wiederherstellungsreaktionen auf der Ebene der gesamten Anlage, insbesondere in oberirdischen Teilen, und unterstrich die Notwendigkeit des Einsatzes mehrerer bildgebender Sensoren.

Hier bei PSI verwenden wir PlantScreen-Phänotypisierungssysteme, bei denen es sich um roboterartige Lösungen für die Hochdurchsatz-Phänotypisierung von Pflanzen handelt, und diese Systeme basieren auf der Verwendung einer Reihe von Modulen, Modulen sowohl für den Pflanzenanbau als auch für die Handhabung, wie z. B. automatisierte Bewässerungs- und Wiegeeinheiten, sowie Module für die automatisierte digitalbasierte Bildgebung der Pflanzen, und dies sowohl für strukturelle morphologische Merkmale der Pflanzen als auch für physiologische Merkmale der Pflanzen. Der Vorteil des in dieser Studie angewandten Protokolls besteht darin, dass wir den Multi-Imaging-Sensor verwenden, einschließlich der Pflanzenwachstumsdynamik, die wir mit der RGP-Bildgebung messen, und diese mit den anderen physiologischen Reaktionen verbinden, einschließlich der photosynthetischen Effizienz aus der Chlorophyll-Fluoreszenzbildgebung, der Bewertung der Stomataregulation durch die Kronentemperatur durch die Messung der Wärmebildgebung, und auch die Blattreflexionsindizes, die wir mit Hilfe der hyperspektralen Bildgebung messen. Unsere Ergebnisse konzentrieren sich darauf, aufzuzeigen, wie die Reaktion von Pflanzen, wenn sie zu kombiniertem Stress induziert werden, im Vergleich zu ihrem individuellen Stress aufgeklärt werden kann, und in der Lage ist, die frühe und späte Reaktion auf Stress und die Erholungsphase danach zu bewerten, und die Notwendigkeit der Verwendung mehrerer bildgebender Sensoren für ein integratives und besseres Verständnis des zugrunde liegenden Mechanismus der Pflanze auf zukünftige Klimawandelbedingungen.