Een telemetrische, gravimetrische platform voor real-time fysiologische fenotypering van plant-milieu interacties

Planten reageren op zeer complexe manieren op de omgeving. Fysiologische eigenschappen behoren tot de snelst te reageren. Meestal kunnen veel eerder dan morfologische verschillen worden gedetecteerd.

Deze functionele fenotyperingsmethode met hoge resolutie maakt het mogelijk om de omgevingsinteracties van de plant continu en destructief te kwantificeren onder vele behandelingen. Dit systeem kan worden gebruikt voor real-time metingen van een breed scala aan fysiologische eigenschappen, op veel planten tegelijk zonder enige grote analyse, terwijl de controle van de omstandigheden voor elke plant in het gebied. Hier tonen we het meest gedetailleerde protocol.

We raden gebruikers echter aan om voor het eerst te beginnen met een vereenvoudigd protocol, waardoor het gemakkelijker wordt om kennis te maken met de belangrijkste experimentele procedures, hardware en software. Het aantonen van de procedure zal zijn Itamar Shenhar, een master student van MyLab Begin door het invoegen van de bodemfilter in de pot. Verdeel het nylon gaas over de hele pot en plaats de nethouder bovenop het net.

Duw vervolgens langzaam de nettohouder halverwege de binnenkant van de hele pot, om ervoor te zorgen dat het net gelijkmatig blijft verspreid als het tussen de twee potten naar beneden wordt geduwd. Steek de glasvezel stick tussen de twee potten en duw het helemaal naar beneden naar de bodem van de hele pot. Zorg ervoor dat het aan de buitenzijde van het net en niet het net duwen.

Voordat u de nethouder helemaal naar beneden duwt, duw het net met de hand naar beneden vanuit de pot en pas deze zo aan dat deze gelijkmatig en strak over de bodem wordt verspreid, wat zorgt voor een goede drainage. Schuif de pakking ring van de bodem van de pot het opzetten van een derde van de weg naar de zijkant van de pot, ervoor te zorgen dat deze deksels in de ring open naar de onderkant van de pot. Label de potten op basis van hun locaties in de array in de kas.

Om de planten te laten groeien, ontkiemt de zaden in spouwbakken met het gewenste potmedium. Start het experiment wanneer de plant ongeveer 10% van de maximale drinkwatercapaciteit uitdraagt. Laat een paar gaatjes zonder zaailingen voor bodem gewicht metingen, of details, volg de tekst manuscript.

Voordat u een nieuw experiment start, u de lysimeters nivelleren en kalibreren met behulp van een spirit-niveau en standaardgewichten. Voer de gewichtkalibratie uit terwijl de groene container, inclusief alle stekkers, zich in de belastingcel bevindt volgens de stappen uit het tekstmanuscript. Als u een nieuw experiment wilt starten, opent u de bedrijfssoftware en opent u het tabblad experimenten in het menu aan de linkerkant van het scherm.

Klik op Nieuw maken. Geef het experiment een naam en klik op OK. Open het nieuwe experiment. Open vervolgens planten en klik op Nieuw maken.

Wijzig in het venster de naam, positie, scheurgewicht en bodemtype. Klik vervolgens op Toepassen. Klik nogmaals op Planten en de tabel verschijnt op het scherm.

Exporteer de tabel door te klikken op Planten exporteren in de linkerbenedenhoek van de tabel. Open vervolgens het opgeslagen Excel-bestand. Wijzig de parameters indien nodig en sla op.

Klik op Planten importeren in de linkerbenedenhoek van de tabel. Wanneer een klein venster verschijnt met de tekst, planten die met succes zijn geïmporteerd, klikt u op OK. En controleer of de wijzigingen die u in het Excel-bestand hebt aangebracht, zijn geïmporteerd. Klik op het nieuwe experiment en op Experiment starten in het venster dat wordt weergegeven.

Klik tot slot op OK om gegevens uit dit experiment op te nemen. Weeg de vooraf bereide lege potten af. Bij het gebruik van onderdelen die vergelijkbaar zijn met elkaar, het gemiddelde gewicht van 10 van hen zal voldoende zijn.

Meng het potmedium grondig met veel water, tenzij zand of andere homogene bodemmedia worden gebruikt. En vul alle vooraf bereide lege potten uniform. Tik een paar keer op de bodem van de pot tegen de vloer om ervoor te zorgen dat het potmedium goed verdeeld is.

Steek een cast van een holte mal die vergelijkbaar is in vorm en grootte aan de wortel bodem plug van de zaailingen in het midden van het potmedium. En duw het er helemaal in. Geef de potten goed water en spoel de buitenkant van de potten af.

Laat ze vervolgens 30 minuten uitlekken voordat ze door gaan naar de volgende stap. Plaats alle veldpotten op de lysimeterarray in de groene containers volgens het experimentele ontwerp. Zorg ervoor dat de stekkers van de groene containers op de juiste plaats staan en dat de groene containers goed in de groef worden geplaatst.

Open in de bedrijfssoftware het tabblad experiment en klik op het tabblad Componenten meten onder het nieuwe experiment. Bevestig de nieuwe meting vanaf de tijd die aan de bovenkant van het scherm is gegeven terwijl het vorige monster was ingeschakeld. Klik op Object meten.

Klik op Volgende wanneer de recordgewichten en Delta-tagvensters verschijnen. Geef de nieuwe metatag in het venster Tag Record de naam als eerste meting en klik op Voltooien. Wanneer het venster Met succes van het gewicht is opgenomen, klikt u op OK. Plaats de multi outlet irrigatie druppelaars, en pot covers op elke pot in de lysimeter.

Bevestig de nieuwe meting en klik nogmaals op Object meten. Klik op Volgende wanneer de recordgewichten verschijnen. Selecteer in het tagvenster Delta de eerste meting in de metatags om de sectie af te trekken en klik op Volgende.

Geef de nieuwe metatags in het tagrecordvenster een naam als statische componenten en klik op Voltooien. Wanneer het venster Met succes van het gewicht is opgenomen, klikt u op OK. Klik op Planten aan de linkerkant en zorg ervoor dat de waarden worden bijgewerkt. Open vervolgens onder het nieuwe experiment het tabblad behandelingsscenario's en klik op Nieuw maken.

Klik onder plan op de nieuwe stap. Kies in het midden van het scherm de aangewezen testnaam voor de behandeling en bevestig door op OK te klikken. Kies nooit voor beëindiging en klik op Toepassen. Open de irrigatiebehandelingen aan de linkerkant van de gekozen testnaam.

Klik op de nieuwe stap. Wijzig in het midden van het scherm de openingstijd van de klep enkele minuten voor de huidige tijd, samen met andere parameters zoals vereist door het experiment, en klik op Toepassen. Open de planten onder het nieuwe experiment en klik op de nieuwe plantennaam.

In het midden van het scherm, verander de behandeling plan te plannen. Er verschijnt een venster en klikt op OK om dit te bevestigen. Controleer of de stap dezelfde naam heeft als de naam van de irrigatietest.

Klik vervolgens op Toepassen. Controleer visueel of alle potten geïrrigeerd zijn en dat overtollige irrigatievloeistof uit de geperforeerde afvoerplug van de groene container druipt. Haal de ongeperforeerde stekker uit de groene container en laat het water volledig uitlekken.

Vervang vervolgens de stekker. Open het tabblad experiment en klik op Onderdelen meten onder het nieuwe experiment. Nadat u de meting hebt bevestigd, klikt u op Object meten onder de parameters van de installatie.

Nadat u door de recordgewichten en Delta-tagvensters hebt geklikt, noemt u de nieuwe meta-tags als cast-pre en klikt u op Voltooien. Klik op OK wanneer het venster Met succes van het gewicht wordt opgenomen. Haal voorzichtig de stoten uit de potten.

Klik op Onderdelen meten en bevestig de meting als voorheen. Klik onder parameters voor het metenplan op Object meten. Klik op Volgende wanneer het venster Recordgewichten verschijnt.

Selecteer cast-pre in de meta-tags om sectie af te trekken en klik op Volgende. Geef de nieuwe metatag in het tagrecordvenster een naam als cast-post en klik op Voltooien. Klik op planten aan de linkerkant en zorg ervoor dat de waarden worden bijgewerkt.

In de tabel van de plant, handmatig bijwerken van de scheur gewicht met het gewicht van de vooraf voorbereide lege potten handmatig genomen. Klik op Onderdelen meten en bevestig de meting. Klik onder meetplanparameters op Bodemnatgewicht meten.

Klik op OK wanneer er een klein venster verschijnt voor bevestiging. Klik op Planten en controleer of de waarden worden bijgewerkt. Meet handmatig het gemiddelde gewicht van vijf tot 10 holte gevulde grond die goed geïrrigeerd en goed gedraineerd is zonder zaailingen.

Klik nogmaals op Onderdelen meten en bevestig de meting. Klik op Set Zaailingen bulk bodem gewicht. Wanneer een klein venster verschijnt voer het gemiddelde gewicht van de bodem bulk en klik op OK. Klik op Planten en controleer of de waarden worden bijgewerkt.

Terug om de parameters van de installatie te meten en klik op Plant Initial Net Weight meten. Selecteer in het tagrecordvenster een nieuwe record instellen als referentiepunt voor het nettogewicht van de plant en klik op Voltooien. Klik op OK wanneer het venster Met succes van het gewicht verschijnt, klik op Planten en controleer of de waarden worden bijgewerkt.

Zorg ervoor dat de zaailingen in de spouwtrays goed geïrrigeerd zijn, trek voorzichtig de zaailingen met hun wortels bodemplug uit de holtes, waarbij ervoor wordt gezorgd dat ze niet worden verwond. En plaats ze zorgvuldig in de holtes gemaakt door afgietsingen in de potten. Herhaal de netto gewichtsmeting van de installatie zoals eerder beschreven in meta-tags meting.

Als u reservewater in de groene container wilt overwegen, volgt u de aanwijzingen in het tekstmanuscript om ervoor te zorgen dat de graancontainer vol is. Ga terug naar planparameters en klik op Reservewatergewicht meten. Klik op OK wanneer de reserve water gewicht en succes vensters pop-up.

Klik op Planten en exporteer de tabel door te klikken op Planten exporteren in de linkerbenedenhoek van de tabel. Open het Excel-bestand en trek het gemeten nettogewicht van de plant af en zaai het gewicht van de bulkgrond uit de gereserveerde watergewichtmeting en sla op. Klik op Planten bijwerken in de linkerbenedenhoek van de tabel.

Selecteer het Excel-bestand en klik op Openen om bij te werken. Wanneer het venster Voor updatesplanten wordt weergegeven, klikt u op OK. Controleer of de waarden worden bijgewerkt. Klik onder plantparameters op Gronddroog gewicht berekenen.

Wanneer het venster opduikt, invoegen grond nat gewicht en de bodem droog gewicht, of handmatig invoegen berekend bodemwatergehalte. Klik op Toepassen en klik vervolgens op Voltooien. Wanneer een venster verschijnt, klikt u op OK om dit te bevestigen.

Volg het tekstmanuscript om deze waarde van het bodemwatergehalte te berekenen. Open irrigatiebehandelingen en klik op Nieuw maken en plaats de naam en klik op OK. Open de nieuwe irrigatienaam en klik op Nieuw maken. Open vervolgens het standaardbehandelingsplan, stel de klepopeningstijd en andere parameters in als dat nodig is en klik op Toepassen.

Dit toont een dynamisch en modulerend irrigatiebehandelingsscenario voor de gehele experimentele periode aan op basis van gebruikersvoorkeuren. Open behandelingsscenario's, open het plan en klik op de standaardplannaam. Kies een behandelingsnaam in de lijst en klik op OK om dit te bevestigen.

Kies de juiste voorwaarden voor beëindiging en klik op Toepassen. Alle mogelijkheden omvatten een time-outoptie die de kraan sluit, zelfs als de ingestelde voorwaarden niet zijn bereikt. Tot slot, volg manuscript aanwijzingen om de tabel van het plan te voltooien.

Open de data analytics software en log in met uw gebruikersnaam en wachtwoord. Klik op Experiment selecteren en selecteer vervolgens het besturingssysteem en selecteer experiment. Klik in de linkerkolom van het scherm op Experimenten en typ de naam van het experiment in de naambalk onder de zoeksectie.

De naam van het experiment wordt vervolgens weergegeven onder de zoeksectie in de sectie experiment. Klik op de naam van het experiment om de secties info en installaties te openen. Bewerk in de infosectie de wue-start- en WUE-einddatums voor de periode van ten minste drie dagen voor het begin van de droogtebehandeling.

Klik vervolgens op Bijwerken. De WUE en de R kwadraat waarde voor elke pot zal verschijnen of bijwerken in de plant sectie. Kies of sluit in de plantensectie een plant of pot met een negatieve WUE-waarde of een R-kwadraatwaarde van minder dan 0,5 uit.

Door op het ogensymbool onder de actieve kolom te klikken, die dan rood wordt. De WUE-gegevens kunnen worden geëxporteerd als een Excel-bestand door te klikken op Exportgegevens in de fabriekssectie. De omgevingsomstandigheden werden gedurende het hele experiment gemonitord door een atmosferische sonde.

De verzamelde gegevens, toont fotosynthetisch actieve straling en dampdruk tekort voor verschillende dagen. En in de loop van elke dag. Het volumetric watergehalte van de droogte behandelde potten werd gemeten door bodemsondes gedurende de experimentele periode.

Gegevens verzameld van een droogte behandeld indica plant wordt hier getoond. De gemiddelde berekende plantengewicht neemt consequent toe bij zowel de karla-controle als de karla-droogtebehandelingen tijdens de eerste fase van het experiment, toen alle planten vergelijkbare irrigatie kregen. Toen de droogtebehandeling op de karla-planten werd toegepast, stopten die planten met het verkrijgen van gewicht niet meer tot het herstelstadium.

Op dat moment was er een toename van het gewicht die langzamer verliep dan wat werd waargenomen voor de controles. Daarentegen namen de gewichten van de karla-controle-installaties gedurende de experimentele periode voortdurend toe. Andere methoden zoals monsterverzameling voor genexpressie, mineraalgehalte en fotosynthetische activiteit kunnen tijdens deze experimenten worden gedaan met een nauwkeurige verwijzing naar het gedrag van de plant en de omgevingsomstandigheden.

Functionele fenotypering is een praktische plantomgeving interacties karakterisering methode, die geeft de gebruiker een goed hulpmiddel voor het vergelijken van verschillende plant response profielen onder verschillende omgevingsomstandigheden. Elk specifiek profiel kan worden geselecteerd voor diepere studie of als bron voor gunstige fysiologische eigenschappen voor fokprogramma's.