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Phänotypisierung

unter kontrollierten bedingungen

PHÄNOTYP

Wie sich die Versuchsbedingungen auf die Pflanzen auswirken, wird durch die Untersuchung und Beschreibung des Phänotyps der Pflanze erhoben. Der Phänotyp stellt das äußere Erscheinungsbild einer Pflanze dar, welches durch deren genetischen Veranlagung (Genotyp) und durch Wechselwirkungen mit äußeren Umweltfaktoren beeinflusst wird. 

 

DIGITAL & NICHT INVASIV

Im Rahmen der Forschungs – und Innovationsinitiative d4agrotech des Landes Niederösterreich und durch Unterstützung des Förderprogrammes „Ausbau von Forschungs- und Technologieinfrastruktur“ (IWB/EFRE) ist es gelungen eine digitale Schlüsseltechnologie im Bereich der Pflanzenverbesserung aufzubauen. Die neue Infrastruktur ermöglicht die Erfassung unterschiedlicher phänotypischer Parameter im Hochdurchsatzverfahren durch Verwendung nicht invasiver, bildgebender Methoden bei gleichzeitiger Simulation von unterschiedlichen klimatischen Bedingungen.

INFRASTRUKTUR

Die bestehende Glashausinfrastruktur am Universitäts – und Forschungsstandort Tulln wurde adaptiert (Außenbeschattung, neue Insektenschutznetze, Umstellung auf LED-Beleuchtung, Frischwasserbewässerung), sowie eine Phänotypsierungsplattform bestehend aus identisch ausgebauten Containern mit je zwei separaten Wachstumskammern (erbaut von Photon Systems Instruments) errichtet, die es dem AIT Austrian Institute of Technology GmbH ermöglichen neue innovative, digitale Methoden für Forschung und Entwicklung im Bereich der Pflanzenproduktion, Pflanzenstärkung, sowie für die Entwicklung von mikrobenbasierten Lösungen in der Landwirtschaft einzusetzen.

SPEZIFIKATIONEN

Kapazitäten

Unsere Phänotyisierungsplattform bietet Spezifikationen, die im Folgenden beschrieben werden. Jede Kammer kann individuell an die jeweiligen Projektanforderungen angepasst werden.

Eine Wachstumskammer bietet Platz für 20 Trays, je nach Topfgröße ergeben sich Kapazitäten bis zu 400 Pflanzen pro Kammer.

Realisierbare Umgebungsbedingungen

  • Temperatur       -5°C bis 40°C
  • Feuchte              40 – 80% relative Luftfeuchte
  • Licht                   Flexibel anpassbares LED Lichtspektrum durch vier individuell/unabhängig steuerbare Lichtkanäle (bis zu 1.000 µmol m-2 s-1 PPFD)
  • CO2                     Umgebungskonzentration (450ppm) bis 1.500ppm

Kameramodul - RGB

Multispektrale Bildgebung mit drei Farben (rot/grün/blau) im sichtbaren Bereich zur Erfassung morphologischer Parameter wie

  • Blattflächenindex
  • relative Wachstumsrate
  • Blattstellung
  • Pflanzenfitness (Green Index)

Kameramodul - FC/RGB

Kombination aus multispektraler Bildgebung im sichtbaren Bereich und im Bereich der Fluoreszenz zur Erfassung physiologischer Parameter wie

  •  Chlorophyll Fluoreszenz (dunkel – bzw. lichtadaptierte Pflanzen)
  •  Chlorophyll Fluoreszenz Kinetik

Kameramodul - 3D

Die Pflanzenmorphologie wird mittels Laserscanner abgetastet und 3D Bilder erstellt, aus denen pflanzenmorphologische Informationen gewonnen werden können.

Kameramodul - VNIR

Hyperspektrale Bildgebung deckt den sichtbaren und nah-infraroten Wellenlängenbereich von 380nm bis 900nm ab. Die Erfassung des spektralen Reflexionsgrades wird zum Aufbau von Profilen verwendet, die zur Interpretation für folgende Parameter herangezogen werden:

  • Quantifizierung von gesunden bzw. erkrankten Pflanzenteilen
  • Erfassung von biochemischen Komponenten
  • Physiologische Veränderungen der Pflanze