RootBot:高通量根胁迫表型分析机器人


发布时间:

2023-10-06

来源:

本站

作者:

PhenoTrait

全球气温升高导致干旱的频率和严重程度增加。在农业作物中,这会导致产量下降、经济损失和超市食品价格上涨。干燥土壤中的根系生长维持对植物在干旱条件下的生存和表现起着重要作用,但由于根系在土壤下,对根系生长进行表型分析非常困难。RootBot是一个自动化的高通量表型分析机器人,消除了许多困难,减少了对原根进行干旱胁迫研究所需的时间。RootBot模拟根系生长条件,使用透明板制造一个空隙,空隙中填充土壤和聚乙二醇(polyethylene glycol,PEG)来模拟低土壤湿度。RootBot有一个龙门系统,上面有垂直的凹槽来容纳透明的盘子,理论上可以一次评估50多个盘子。为了运行RootBot成像过程、存储和组织图像、分析和提取数据,还选择、开发、测试和广泛改进了软件管道。RootBot平台及其设计和测试的经验教训为更好地了解根系耐旱机制以及确定作物育种和基因工程靶点提供了宝贵的资源。

 

图1 RootBot表型系统。

 

图2 RootBot工作流图。RootBot系统的工作分为四个步骤:(1)准备和组织用于RootBot的种子,(2)将种子放入RootBot并运行表型实验,(3)组织由RootBot生成的图像,(4)对RootBot生成的图像进行评分以提取定量的根测量值。

 

图3 工作流图说明了从RootBot图像中提取根测量值的基本程序。

 

图4 在水分充足的条件下,RootBot在萌发后6小时(A)和36小时(B)拍摄的样板图像。(C)在水分充足(WW)和水分胁迫(WS)条件下,从RootBot图像中提取的几种玉米自交系萌发后6 - 36小时的生长速率。

 

来 源

Ruppel, M., S. K. Nelson, G. Sidberry, M. Mitchell, D. Kick, S. K. Thomas, K. E. Guill, et al. 2023. RootBot: High‐throughput root stress phenotyping robot. Applications in Plant Sciences 11(6): e11541.

 

编辑

王春颖

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