WIWAM高通量植物表型成像系統(tǒng)由比利時SMO公司與Ghent大學VIB研究所研制生產,，整合了LED植物智能培養(yǎng),、自動 化控制系統(tǒng),、葉綠素熒光成像測量分析,、植物熱成像分析,、植物近紅外成像分析,、植物高光譜分析、植物多光譜分 析,、植物CT斷層掃描分析,、自動條碼識別管理、RGB真彩3D成像等多項*技術,，以較優(yōu)化的方式實現(xiàn)大量植物樣 品——從擬南芥,、玉米到各種其它植物的生理生態(tài)與形態(tài)結構成像分析，用于高通量植物表型成像分析測量,、植物脅迫響應成像分析測量,、植物生長分析測量、生態(tài)毒理學研究,、性狀識別及植物生理生態(tài)分析研究等,。

室內植物表型成像系統(tǒng)WIWAM Line

在有限的水分條件下,，擬南芥的存活和生長是不平等的

摘要：盡管耐旱性是植物研究的核心問題，但作物改良的可譯性相對較低,。 在這里,，我們報告了導致這種失敗的主要因素。 耐旱性主要基于在致死條件下提高的存活率進行評分,，正如我們的研究所證明的那樣,，在田間經常遇到的中度干旱下，不能預測*的生長性能,，因此不能預測生物量產量的增加,。

耐旱性是農業(yè)生物技術公司性狀研究的一個主要課題，已經發(fā)表了數(shù)千篇關于這一主題的學術論文,。因此,，有大量關于提高耐旱性的報道，主要是在模式植物擬南芥中,。經典的基因工程方法涉及在植物用來避免和/或耐受干旱的機制中起作用的目標基因,，如氣孔導度或滲透壓的產生。這些基因通常通過表達譜鑒定,，包括信號成分和下游效應基因,。然而，盡管在模式植物上的脅迫研究取得了明顯的成功，但這些發(fā)現(xiàn)很少應用于改善作物,。只有少數(shù)基因可以增強模式植物或作物的抗逆能力,，從而提高產量，而它們的分子機制目前還只是部分了解,。其中一個關鍵原因與模式和作物物種之間的遺傳和生理差異有關,。

在擬南芥的研究中，耐旱性主要是在相當嚴重的條件下進行評估的,，在這種條件下,，植物在長時間的土壤干燥后存活下來。然而,，在溫帶氣候中有限的水分供應很少導致植物死亡,，但限制了生物量和種子產量。為了研究干旱條件下存活與生物量增加之間的關系,，我們在輕度脅迫試驗中分析了轉基因擬南芥植株的生長情況,，這些植株對致死脅迫的耐受性增強。對擬南芥基因進行了廣泛的文獻篩選,，以確定在功能獲得或喪失的情況下,，擬南芥基因在對照條件下不受生長懲罰的情況下，賦予擬南芥抗逆性,。雖然干旱和滲透脅迫被優(yōu)先考慮,，但其他相關的脅迫，包括鹽,、熱和氧化脅迫,，也被考慮在內。最終選擇由25個基因組成,，我們將其命名為“脅迫耐受基因”（STG）,，涉及脅迫耐受的各個方面，并且在野生型Columbia-0（Col-0）背景中,。

圖1.在控制條件下,，脅迫引起的生長減少與花環(huán)大小無關

我們在25個STG品系中的15個品系中添加了兩個以前未分析過的額外品系（MYB90和tAPX）,，這些品系已被證明在嚴重干旱時能更好地存活（圖1a）,。為了量化STG系的生長開發(fā)了一種模擬相對溫和的干旱脅迫條件的分析方法，在這種條件下,，隨著時間的推移,，在土壤中生長的植物的花環(huán)大小會被跟蹤。為了確保測試的再現(xiàn)性,，我們還在一個自動化平臺中使用了大量的植物,，稱為“稱重成像和澆水機”（WIWAM；圖1b）。WIWAM實現(xiàn)了216株植物的日常成像和控制澆水,。植物在對照條件下發(fā)芽和生長,，直到第1.04階段，之后繼續(xù)對對照植物澆水,，但對受脅迫植物停止?jié)菜?，直到達到設定的脅迫水平，并隨后保持恒定,。在野生型植物中,，漸進式土壤干燥導致生長速率逐漸降低，最終導致花環(huán)面積減少30–40%（圖1c）,。

值得一提的是使用條件性或組織特異性啟動子8,9可能繞過觀察到的生長減少,。一般來說，植物的大小和存活率,，至少在實驗室條件下,，被認為是負相關的，因為小型植物蒸騰和用水較少,。相反,，在我們的研究中輕度干旱導致的生長減少與對照條件下測得的STG大小無關（圖1d，e）

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