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：2023-08-02

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。

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Plantarray高通量植物生理表型研究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。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。

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

Plantarray 高頻測量植物對動態環境條件的反應

主要特征：

主要診斷能力：

應用套件：

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

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

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減少了大規模現場密集測試的工作。

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。

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。

干旱處理：澆水良好處理控制

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。

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。

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

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

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