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植物生物环境因子表型分析平台和表型分析方法

摘要

本发明涉及植物生物环境因子表型分析平台,该平台包括用盖子气密密封的容器,该盖子界定分为以下两个空间的内部空间:?下部内部空间,该下部内部空间包括浸没在温度传递液体中的至少一个温度控制工具;以及?上部内部空间,该温度传递液体的表面是该下部内部空间和该上部内部空间之间的界线;该盖子包括至少一个室口和至少一个罐,该至少一个室口被适配为配合罐,该至少一个罐的底部部分被包含在该上部内部空间中并且该至少一个罐被适配为接收植物种子和土壤寄生物并且被适配为使得能够实现此类土壤寄生物和植物的发育。本发明还涉及这一平台的用途,用于筛选植物对土壤寄生物的抗性或耐受性。

著录项

  • 公开/公告号CN105792633A

    专利类型发明专利

  • 公开/公告日2016-07-20

    原文格式PDF

  • 申请/专利权人 生物胞芽公司;

    申请/专利号CN201480063471.5

  • 申请日2014-11-20

  • 分类号A01G3/02(20060101);A01G7/00(20060101);

  • 代理机构中国国际贸易促进委员会专利商标事务所;

  • 代理人殷骏

  • 地址 法国巴黎

  • 入库时间 2023-06-19 00:05:15

法律信息

  • 法律状态公告日

    法律状态信息

    法律状态

  • 2019-12-31

    授权

    授权

  • 2019-06-07

    专利申请权的转移 IPC(主分类):A01G3/02 登记生效日:20190521 变更前: 变更后: 申请日:20141120

    专利申请权、专利权的转移

  • 2016-08-17

    实质审查的生效 IPC(主分类):A01G3/02 申请日:20141120

    实质审查的生效

  • 2016-07-20

    公开

    公开

说明书

本发明涉及植物生物环境因子表型分析平台,尤其是土壤寄生物,例如根寄生物、植物寄生物(列当属)、真菌、线虫、共生有机体的表型分析平台。这一平台可以用于确定植物和土壤寄生物之间的相互作用(例如抗性、耐受性……)。例如,这一平台可以用于确定向日葵植物对列当属的不同品种的抗性或耐受性。

列当属(列当属植物(Broomrape或broom-rape))是不含叶绿素的寄生草本植物。为了它们需要的营养要素,这些植物完全依赖于寄主植物。在发芽后,列当属种子产生固定在寄主植物根上的小根,并且从所述寄主植物接收水和营养要素。这些植物被称为全寄生植物。更确切地说,向日葵列当(Orobanche Cumana Wallr)(向日葵列当(sunflower Orobanche))寄生于根部并且引起向日葵的严重损害(罗马尼亚、保加利亚、土耳其、西班牙、乌克兰、俄罗斯、塞尔维亚、匈牙利和法国)。根据其位置,存在不同品种的向日葵列当。内部调查已经揭示,60%的欧洲面积(850万公顷)被从品种E至G的向日葵列当感染(主要在乌克兰和俄罗斯),具有10%和100%之间的产量损失。除了产量减少,列当属还造成植物品质的损失。

因此,需要开发可以抵抗或耐受不同品种的列当属的不同植物品种(尤其是向日葵植物品种)。

针对列当属抗性或耐受性的向日葵选择利用被用于测试育种材料的不同方法,例如大田试验。然而,这一方法是不可靠的,因为不存在接种物的控制(表型分析仅基于天然存在于大田中的种子),并且存在变化,这是由于室外栽培(环境影响,例如风、雨、温度……)。因此并不针对寄生物的具体品种,而是针对大田中遇到的寄生物,来进行该表型分析。

因此,需要提供用于研究和确定不同植物和不同品种的土壤寄生物之间的相互作用的装置和方法。

本发明的目标是提供植物生物环境因子表型分析平台,该平台使得能够获得不同植物和不同土壤寄生物之间的相互作用的快速并且可靠的测定。

本发明的另一个目标是提供表型分析工具,该工具允许用于任何种类的根-土壤相互作用研究的受控的、精确的并且均一的生长条件:这些相互作用例如是植物和寄生物之间的相互作用,这些寄生物例如是:植物寄生物、线虫、真菌、或细菌寄生物,而且该目标还是确定植物和真菌或细菌共生有机体之间的相互作用。

这些要素的另一个目标是还提供一种方法,该方法使得能够实现不同植物和不同品种的土壤寄生物之间的相互作用的快速并且可靠的测定,例如对不同品种的列当属有抗性或耐受性的不同向日葵植物的测定。

本发明的另一个目标还提供这样一个方法,该方法使得能够预测大田中植物的行为。

本发明的一个目标提供新变异性的快速筛选,以发现针对土壤寄生物的进化品种的新植物抗性来源。

本发明的另一个目标还是提供一个表型分析平台,该平台使得能够针对攻击性确定植物寄生物的品种。一个目标还是在培养后,使用这一方法来检索列当属的DNA和/或RNA,以进行列当属的不同品种的基因分型。

本发明的最后一个目标是使用具有受控的土壤湿度以及土壤的和空气的温度,用于植物表型表征:干旱,高和低的温度。

通过阅读本发明以下的说明书,本发明的其他目标将出现。

本发明涉及植物生物环境因子表型分析平台,该平台包括用盖子气密密封的容器,该盖子界定分为以下两个空间的内部空间:

-下部内部空间,该下部内部空间包括浸没在温度传递液体中的至少一个温度控制工具;以及

-上部内部空间,该温度传递液体的表面是该下部内部空间和该上部内部空间之间的界线;

该盖子包括至少一个室口和至少一个罐,该至少一个室口被适配为配合罐并且该至少一个罐的底部部分被包含在该上部内部空间中并且该至少一个罐被适配为接收植物种子和土壤寄生物(优选在土壤上),并且被适配为使得能够实现植物种子的生长和此类土壤寄生物的发育。

有利地,罐的存在使得能够实现在具有土壤寄生物的接种物的该罐内的植物根污染。此外,它使得能够在植物生长期间限制这些根,避免放置在该平台的不同罐中的不同植物的根之间的污染。污染会导致如在大田试验表型分析的情况下获得的结果一样的非可靠结果。例如,污染可以是包括具体土壤寄生物的一个罐的植物的根被包括在另一个罐中的不同土壤寄生物污染。

优选地,该罐具有一个尺寸,这样使得当它在该室口内的适当位置时,该罐具有该上部内部空间内的预定体积,并且该罐的深度和温度传递液体的体积被适配,这样使得该罐从不与温度传递液体接触。优选地,温度传递液体的水平至少位于该罐的下部的1cm处,优选地在1cm和4cm之间。

优选地,该罐具有一个直径,例如当它位于该室口内时,它配合该室口的直径,以便使该容器内的内部空间是气密的。

优选地,该罐处于管的形式,并且具有一个直径和一个长度,该直径包括在2和10cm之间,优选在4和6cm之间,并且该长度包括在3和20cm之间,优选包括在5和15cm之间。有利地使用处于管的形式的罐,以协助根的生长。典型地,这并不破坏植物的根的发育,并且使得能够观察整个根系。人们可以使用透明管,例如用来观察整个根系。该管的体积优选适合测试期间的根生长。

优选地,本发明的平台包括数目n个的室口,n包括在1和1000之间,优选在50和500之间,以及数目m个的罐,m包括在1和n之间。当m小于n时,该平台进一步包括多个关闭件,以关闭其中不放置罐的任何室口。该关闭件具有一个尺寸,该尺寸配合该室口,以气密地关闭这些室口。该平台还可以包括相同数目的室口和罐,并且用关闭件密封未使用的罐。优选地,每个罐仅播种一个类型的植物种子,并且每个罐仅接种一个类型的土壤寄生物。因此,可能用本发明的平台来研究n种植物相对于相同土壤寄生物的相互作用,或研究n种土壤寄生物相对于相同植物的相互作用,或研究1至n种植物相对于1至n种土壤寄生物的相互作用。

优选地,这些罐处于热导材料中,例如处于塑料、聚苯乙烯、聚氯乙烯(PVC)、聚乙烯或聚乙烯高密度(PHED)中。

本发明的罐被适配为包括营养基质,优选包括泥煤,例如水藓泥煤,尤其是金色水藓泥炭和肥料,例如NPK肥料。

优选地,本发明的平台,至少一个罐包括营养基质,优选如以上限定。

优选地,在本发明的平台中,这些罐包括放置在该营养基质上的土壤寄生物种子或接种物。

根据本发明,土壤寄生物是指可以具有与植物的根的相互作用的任何寄生物。优选地,土壤寄生物选自植物根寄生物,并且可以是植物(例如列当属,尤其是向日葵列当),真菌,线虫,细菌或共生有机体(例如玫瑰红巨孢囊霉),植物根际促生菌(例如巴西固氮螺菌)。植物寄生物可以选自列当属(例如Orobanche ramose、分枝列当(Orobanche ramosa)、埃及列当(Orobanche aegyptica)、向日葵列当或弯管列当(Orobanche cernua)),独脚金属(例如赫蒙思独脚金、赫蒙思独脚金或赫蒙思独脚金),线虫(例如根结线虫属),土传真菌(例如大丽轮枝菌、rhyzoptomia或甘蓝根肿菌)。

如果土壤寄生物是植物寄生物,则在罐中播种这一植物寄生物的种子。如果土壤寄生物是共生有机体、真菌、线虫或细菌,则可以在植物种子播种前,或在植物的任何预定发育阶段播种之后,将相应接种物直接放置在罐中。

优选地,该罐还可以包括人们希望确定与土壤寄生物的相互作用的寄主植物种子。宿主植物可以选自单子叶植物或双子叶植物,如向日葵、油菜籽、玉蜀黍、小麦、水稻、高粱、拟南芥属、豌豆、番茄。

在一个实施例中,土壤寄生物是根寄生物并且优选是列当属,尤其是向日葵列当,并且寄主植物是向日葵或油菜籽,优选是向日葵。

例如,根据本发明所述的平台使得能够确定不同植物和不同品种的土壤寄生物之间的相互作用的水平。例如,在土壤寄生物是列当属的情况下,相互作用的水平对应于植物对不同品种的列当属的耐受性或抗性。因此,必须控制内部空间的均一条件(进入该容器的条件),并且更具体地说是在罐附近的和在罐中的上部内部空间的均一条件,以促进植物的生长和土壤寄生物的发育。条件尤其是指上部内部空间的温度。控制在罐附近的和在罐中的条件,均一并且维持在使得能够促进植物和土壤寄生物的发育的温度,这是归因于温度控制系统和温度传递液体。还可以通过罐的缩小直径实现这些受控条件,该缩小直径允许温度传递进入该罐并且因此实现该罐内的温度条件的均一性。该温度控制系统可以是加热控制系统或冷却控制系统,因为希望根据周围温度和该根寄生物的发育的最佳温度,冷却上部内部空间或加热上部内部空间。容器内的温度可以控制在5℃和60℃之间,例如在20℃和45℃之间。例如,如果土壤寄生物是列当,则上部内部空间中的和罐中的温度包括在26℃和30℃之间,优选在27℃和28℃之间。为了控制温度,将温度计放置在罐中并且任选地在上部内部空间中。

该温度控制系统可以包括恒温器。

例如,加热系统选自典型地用于本领域的加热系统,并且优选地,加热控制系统是电毯。

例如,冷却系统选自典型地用于本领域的冷却系统,并且例如它由填充有液体载体(例如水和由外部设备冷却的乙二醇的混合物)的管网构成。

在一个具体实施例中,该温度控制系统是加热控制系统并且例如是电毯。

该温度传递液体可以是使得能够温度对流的的任何液体。该温度传递液体可以是非植物毒性液体,并且优选是水。将该温度控制系统浸没在该温度传递液体中,并且因此使得能够实现在容器的上部空间中的具体气氛的形成,在加热控制工具(如“水浴器”)的情况下该具体气氛是水蒸汽,抑或在冷却控制工具的情况下该具体气氛是冷却的气氛。例如,当该温度控制系统是加热控制系统并且该温度传递液体是水时,水的加热产生在容器的上部空间内均一的并且受控的围绕罐的水蒸汽。例如,归因于放置在平台的端部的透明管,可以控制平台中的温度传递液体的水平。

使用本发明的平台,控制所有条件(温度、灌溉、实施的植物和土壤寄生物……),不存在由于环境的无法衡量的事物(温度、灌溉……的变化)。

优选地,还可以根据种子的性质和来源,并且根据土壤寄生物,控制并且优化罐内的湿度,以优化它们的相互作用,并且使平台适合所有病害系统。可以通过使用措施来控制土壤土壤湿度,来实现干旱或湿度的控制。例如,在平台上随机放置电容探针,并且连接至灌溉工具,用来在湿度下降至低于预定值时触发受控灌溉,例如,土壤中的湿度可以控制在5%和25%之间的值。

与其他已知实验方案相比,容器的上部空间的具体并且优化的受控条件以及平台和罐的架构(缩小尺寸)使得能够使用缩小量的土壤寄生物。这些具体并且优化的受控条件还使得能够考虑大量的植物和土壤寄生物,并且能够适合每一土壤寄生物发育的最佳条件。因为在早期植物发育阶段进行测试,所以这一系统允许快速鉴定具有与土壤寄生物的低相互作用或对该土壤寄生物耐受的植物。使用小罐并且使用小量种子的平台降低了每一测试的成本。进入每一罐的减小量的基质允许更容易的净化实验方案。

优选地,容器由铝、聚氯乙烯、聚丙烯、聚乙烯、聚苯乙烯制成,优选由铝或聚氯乙烯制成。

有利地,容器还包括可以放置在温度控制系统之上或放置在温度控制系统和容器的内表面之间的绝缘材料。优选地,绝缘材料放置在温度控制系统和容器的内表面之间,以防止容器的内表面变质,并且防止使用平台的人被低温或高温伤害。例如,绝缘材料可以是水拉绒(aqua napping)。

优选地,容器是1m至3m长和50cm至1m宽。

在容器上方,本发明的平台可以进一步包括灌溉工具,例如由递送独立地至每一罐的受控并且等量的水的滴灌系统组成。这有利地确保了培养的均一条件、旨在放入罐中的基质质地的保持和基质上温度影响的保持。优选地,本发明的这一滴灌系统由至少一个管网构成,水流以两个相反方向进入该至少一个管网,在该网的中央部汇合。该管网还包括不同喷嘴,有利地,存在与罐相比数目一样的喷嘴,并且喷嘴就放置在每一罐前方。这确切地使得能够将压力均一地分开进入该网。因此,在该网的入口和最近喷嘴之间的距离和该网的入口和最远喷嘴之间的距离之间的差异尽可能低。因此缩小了每一罐之间的灌溉的差异。

使用这样一种滴灌系统使得能够提供必要量的水至植物和土壤寄生物而没有罐的冷却作用。优选地,一周一次或两次实施浇水,尤其是一周一次,持续在20秒至4分钟之间。技术人员可以确定关于植物和土壤寄生物而言实施浇水的最佳条件。

优选地,用于一个平台的灌溉工具由如以上限定的灌溉工具的2至10个不同斜坡组成。这使得能够仅在斜坡处于使用的罐前方时打开,并且还使得能够避免压力损失,并且确保不同罐的均一浇水。

优选地,灌溉系统包括给系统的每一斜坡进料的水龙头,以使得水仅被罐使用。

有利地,罐的底部是穿孔的并且填充有例如棉球,以排空由灌溉引起的过量的水而没有基质的损失。

有利地,可以容易地净化构成平台的元件(相对于植物种子和土壤寄生物的净化)。可以用加氯水,例如次氯酸盐消毒液洗涤盖子、容器、温度控制工具和罐。

可以在50℃和150℃之间加热废液(例如温度传递液体)。可以热压处理固体废物(例如基质和操作者的衣服)。

这使得能够确保遵守实施此类土壤寄生物的温室中的规范(S2和L2)。

相应地,本发明的平台可以进一步包括至少一种温度传递液体净化工具。的确,当罐的底部是穿孔的并且由于灌溉,过量水排进入容器时,温度传递液体会被土壤寄生物或植物种子污染。根据土壤寄生物对温度的抗性和使用的温度传递液体,有利地通过在包括在50℃和150℃之间的温度加热温度传递液体,来进行净化。例如当土壤寄生物是列当属并且温度传递液体是水时,通过在包括在70℃和90℃之间的温度,例如在80℃加热,尤其是持续30min和2h之间,进行净化。因此,净化工具可以是适合加热预定体积的温度传递液体的任何工具。

本发明的平台可以进一步包括用于净化构成平台的元件(盖子、容器、温度控制工具、罐……)的至少一个工具。这一工具可以是适合包含加氯水(例如次氯酸盐消毒液)的任何工具。

平台还可以包括用于在使用平台后净化固体废物(例如基质或操作者的衣服)的至少一个工具。这一工具可以例如是高压釜。

平台还可以包括为这些罐照明的照明工具。照明工具可以选自典型地用于耕作的工具,例如是钠蒸汽灯。

本发明还涉及包括如以上描述的表型分析平台的试剂盒,和如以上描述的至少一个灌溉工具,和/或用于为这些罐照明的照明工具,和/或如以上描述的一个或多个净化工具。

本发明还涉及表型分析温室,该表型分析温室包括如以上描述的一个或多个表型分析平台,如以上描述的至少一个灌溉工具,和/或用于为这些罐照明的照明工具,和/或如以上描述的净化工具,和/或用于使用例如雾系统控制温室内的温度和湿度的工具。优选地,温室内的湿度包括在40%和60%之间。优选地,温室内的温度包括在10℃和40℃之间,例如在18℃和22℃之间。

温室可以进一步包括任选地具有洗脚池的气密舱和/或具有例如粘毯的更衣区,以捕获任何土壤寄生物,从而保证受控条件并且防止在平台附近的污染。

可以按固体废物处理操作者的衣服,并且通过热压处理进行净化。

本发明还涉及如以上描述的平台的或如以上描述的温室的用途,用于植物的筛选和表型分析。

本发明还涉及鉴别不同植物和不同品种的土壤寄生物之间的相互作用的水平的方法,该方法包括以下步骤:

-在根据本发明所述的表型分析平台的至少一个罐中,将植物种子播种到包含标准量的土壤寄生物的基质上,以及;

-培养该植物;

-在取决于所述土壤寄生物的发育周期的培养的预定持续期后,回收该植物;

-观察该植物上的根的和/或地上部分的损害。

有利地,本发明的方法使得能够获得在植物的早期发育中的结果。与在大田试验期间获得的结果相比,这使得能够检出快速、均一并且可重复的结果,并且能够具有快速的筛选。

本发明的方法和本发明的平台的使用使得能够获得与在大田试验期间获得的结果相关的结果。相应地,本发明的方法有利地使可能预测植物对土壤寄生物的耐受性或抗性,并且预测具有与不同品种的土壤寄生物的最低相互作用的植物。

有利地,在本发明的方法中,在平台的每一罐中,存在一种不同品种的土壤寄生物和相同植物,或一种不同植物和相同土壤寄生物,或一种不同品种的土壤寄生物和一种不同植物。

土壤寄生物和植物(寄主植物)如以上限定。

例如,可以研究的系统土壤寄生物/植物选自玫瑰红巨孢囊霉和向日葵,根际细菌(例如巴西固氮螺菌或恶臭假单胞菌)和植物;分枝列当(Orobanche ramosa)和拟南芥,分枝列当(Orobanche ramosa)和欧洲油菜,埃及列当(Orobanche aegyptica)和拟南芥或弯管列当(Orobanche cernua)和豌豆,赫蒙思独脚金和玉蜀黍,赫蒙思独脚金和水稻,赫蒙思独脚金和高粱,根结线虫属和玉蜀黍、高粱或番茄,向日葵上的大丽轮枝菌,欧洲油菜上的rhyzoptomia,或欧洲油菜上的甘蓝根肿菌。

优选地,在本发明的方法中,在根的回收之后并且在观察该植物上的根的和/或地上部分的损害之前,用水洗涤根。通过加热进行产生自这一洗涤的水的净化,优选通过在70℃和90℃之间加热,例如在80℃,加热持续30min和2小时之间。如果用于平台的温度传递液体是水,则将在根的洗涤期间的水回收与所述温度传递液体混合,并且一起通过如以上提及的加热进行处理。

优选地,在根的回收之后,本发明的方法优选包括净化的不同步骤:

-如以上提及的,对平台的元件(盖子、容器、温度控制工具、罐……)进行净化;和/或

-如以上描述的,将热传递液体,和任选地从根的洗涤回收的水加热;

-例如用高压釜净化基质和任选地操作者的衣服。

在一个具体实施例中,土壤寄生物是列当属。优选地,在这一情况下,植物是向日葵或油菜籽。因此,本发明涉及鉴定植物(尤其是向日葵或油菜籽)对列当属的抗性或耐受性的方法,该方法包括以下步骤:

-在根据本发明所述的表型分析平台的至少一个罐中,将所述植物的种子播种到包含标准量的列当属的基质上;

-培养该植物;

-在取决于该列当属的发育周期的培养的预定持续期(典型地是5周)后,回收该植物的根;

-对由这些植物根上的寄生物产生的结节的数目进行计数;

-确定该植物是否对该寄生物有抗性或耐受性。

如果结节数目/根是0,则该植物对列当属有抗性。如果结节数目/根显著不同并且少于易感植物所获得的结节的数目,则该植物对列当属有耐受性。

优选地,这一方法可以进一步包括回收列当属的DNA和/或RNA用于基因分型的步骤。

本发明还涉及鉴定土壤寄生物群体对植物的攻击性的方法,该方法包括以下步骤:

-在根据本发明所述的表型分析平台的至少一个罐中,将所述植物的种子播种到包含不同量的来自不同来源的土壤寄生物的基质上;

-培养该植物;

-在取决于土壤寄生物发育周期的培养的预定持续期后,回收这些植物;

-观察该植物的根的和/或地上部分的损害。

在一个具体实施例中,土壤寄生物是列当属。优选地,在这一情况下,植物是向日葵或油菜籽。因此,本发明涉及鉴定病原体群体对植物的攻击性的方法,该方法包括以下步骤:

-在根据本发明所述的表型分析平台的不同罐中,将向日葵种子或油菜籽播种到包含不同量的来自不同来源的列当属的基质上;

-培养该植物;

-在取决于该列当属的发育周期的培养的预定持续期(典型地是5周)后,回收这些植物;

-对由这些植物根上的寄生物产生的结节的数目进行计数;

-确定该植物是否对该寄生物有抗性或耐受性。

优选地,这一方法可以进一步包括回收列当属的DNA和/或RNA用于基因分型的步骤。

有利地,可以在包括根据本发明所述的至少一个平台的温室中进行本发明的方法。与可以用于其他方法的生长室相比,温室的使用是环境友好的,并且使得能够筛选大量的植物和土壤寄生物。因此,例如可能同时筛选1600个植物。

本发明的方法和平台,容量可以容易地与大田容量进行比较,而且具有:具有有效并且均一的感染的关键优势。

本发明的平台和方法是对大田试验的良好预测工具,并且可以用于筛选平台,以便在实施到大田之前,鉴定更有益的植物或植物的品种。

在根据本发明所述的方法中,在播种植物的种子之前或之后,或在幼苗发育的不同阶段,将土壤寄生物插入根附近的基质中。

本发明的平台和方法使得能够在植物发育的早期阶段获得结果,并且因此检出快速的结果而没有大的花费。

在根的水平的记录允许将列当属感染过程进展分为3个主要步骤:

-土壤寄生物的第一发育(例如,列当属的发育);

-附着

-附着后。

因此,可能鉴定不同抗性机制,以及处于相同基因型的待堆叠的性状,以增强可持续的抗性。

相应地,本发明的方法还包括,在观察植物的根部分和/或地上部分的损害后,回收已经示出与土壤寄生物的低相互作用的植物的DNA和/或RNA用于基因分型并且选择植物用于育种的另外的步骤。

本发明的平台还可以用于测试植物对非生物胁迫的耐受性。例如,它可以用于考虑热应力和/或水剥夺,而且还有冷冻试验。冷应力还可以用于在商业化之前确定种子批的质量(质量控制)。还可能检索抗性植物的DNA和/或RNA,用于基因分型。

本发明还涉及用于确定土壤寄生物的品种的方法,该方法包括以下步骤:

-如以上限定的,实施确定不同植物与不同土壤寄生物的相互作用的方法;

-在根据本发明所述的平台的每一罐中,放置土壤寄生物和不同植物,这些植物与不同土壤寄生物的相互作用是从先前步骤获知的;

-观察有抗性的植物并且确定放置在该罐中的土壤寄生物的品种。

优选地,这一方法可以进一步包括回收土壤寄生物(尤其是列当属)的DNA和/或RNA用于基因分型的步骤。

本发明还涉及鉴定植物对干旱的抗性或耐受性的方法,该方法包括以下步骤:

-在根据本发明所述的表型分析平台的至少一个罐中,将种子植物播种到具有标准湿度的基质上

-根据受控的干旱条件,培养该植物

-在培养的预定持续期后,回收这些植物

-观察植物上的根的生长和架构。

可以通过使用措施来控制土壤土壤湿度,来实现干旱的控制。例如,在平台上随机放置电容探针,并且连接至灌溉工具,用来在湿度下降至低于预定值时触发受控灌溉。可以通过测量根的长度、直径或分支来在培养结束时完成根的表型分析,要通过图像分析来做此类测量的软件是可得的。

将基于以下附图,更好地限定本发明。

图1:表示根据本发明所述的平台(1),该平台包括由盖子(5)气密地关闭的容器(2),该盖子包括两个罐(7)并且界定内部空间(3),向该内部空间中放置绝缘工具(6)和浸没在温度传递液体中的温度控制工具(4)。

图2:表示根据本发明所述的平台(1),该平台包括由盖子(5)气密地关闭的容器(2),该盖子包括十一个罐(7)并且界定内部空间(3),向该内部空间中放置浸没在温度传递液体中的温度控制工具(4)。

图3:表示根据本发明所述的5个平台(I至V)的组装,每个平台包括72个室口(12个行(9)(1至12)和6个列(8)(A至F))。

图4:表示根据本发明所述的灌溉系统,箭头表示水的流动。

图5至7:各自表示对于向日葵和列当属品种F,用本发明的方法获得的数据的频率的分布(直方图)(两个筛选的(图5和6)和大田的数据(图7))。

图8至10:各自表示在筛选1和2中获得的结果的相关性(具有皮尔森(pearson)r值的散点图)(图8),在筛选1和大田中获得的结果的相关性(图9),以及在筛选2和大田中获得的结果的相关性(图10)。

本发明的实例

在温室中进行以下测试,该温室包括由铝容器(2500x800x200mm)和盖子(厚度6mm)构成的平台,该盖子由在其两面覆盖有0.21mm的铝片的5.6mm厚的聚乙烯片构成。

归因于铆接的垫片,该盖子使得能够气密地关闭该容器并且得以维持。该盖子包括360个直径4.5或5.5cm的室口(12行,每行30个室口)和罐。这些罐具有4.5或5.5cm的直径,以配合室口的直径,并且是11cm长。

存在的罐被穿孔并且在孔中放置棉球。然后用基质填充这些罐,该基质包括金色水藓泥煤和NPK肥料。

将水拉绒(aqua napping)放置在容器的底部。加热电缆(加热功率是300W/m2)被放置在水拉绒(aqua>

用5个独立的灌溉单元灌溉30行的室口,每个灌溉单元适合灌溉6行。

可以用灌溉单元1至5的编号识别每个罐,字母A至E用来标记灌溉单元上罐的位置,并且范围1至12用来标记台上罐的位置。

实例1:围绕罐的均一并且受控的温度

设置加热电缆,以具有在容器中包括在27.5和28.5之间的温度。在运行14小时后,测量进入罐中的温度。

结果示出在下表中:

温度在27和29.5之间变化。温度被认为是均一的。这一实例清晰地示出,根据本发明所述的平台使得能够实现围绕每一罐的受控并且均一的温度条件。

实例2:确定向日葵品种对列当属的抗性或耐受性

使用温室和以上披露的360个罐的平台。未使用的罐是气密地关闭的。

将等量的品种F(西班牙)的列当属种子放置进具有向日葵种子的每一罐中。将300个不同向日葵基因型放置在平台上并且加以研究,通过基因型研究六至十二个重复,并且这一实验已经完成两次(筛选1和2各自是图5和6)。

设置加热电缆,以具有在容器中包括在27.5和28.5之间的温度。一周检查罐内的温度一次,并且如果需要的话,用恒温器加以调节。

平台位于温室中,在那里,在以下条件下培养植物:在钠蒸汽灯(400W)下,在18℃至22℃的温度下,并且湿度包括在40%和60%之间。用逐滴灌溉系统一周给这些罐浇水一次,持续50秒。

在播种五周后,关闭加热电缆、灌溉系统和灯光。在包括水的单独容器中小心洗涤每一植物的根。对根上的结节的数目进行计数。

结果示出在图5和6的直方图上。第一和第二筛选的结果的频率分布各自示出在图5和6中。对于一个基因型,结节平均数/植物在0和20之间变化,对于每行的向日葵,用直方图(轴x)表示这些平均数,轴y表示具有结节的考虑的平均数的向日葵基因型的频率。

来自筛选1和2的结果的比较示出在图8中。在这一实验中研究的每一基因型对应一个点。该点在Y轴中的投影给出了对于第一筛选而言获得的结节的数目,并且该点在X轴中的投影给出了对于第二筛选而言获得的结节的数目。

这一图允许用以下公式计算皮尔森(Pearson)相关系数:

>r=σxyσxσy>

σxy为变量x和y之间的协方差

σx为变量x的标准偏差

σy为变量y的标准偏差

计算的在筛选1和筛选2之间的皮尔森(Pearson)相关系数是0.7。结果示出,本发明的方法和根据本发明所述的平台的使用是可重复的。

实例3:大田中获得的数据之间的相关性

相关性使用从实例2的两个筛选获得的数据。

在大田中,对相同的300个向日葵基因型进行表型分析,以解决该测试的可靠性及其预测大田行为的能力。将每个基因型的具有大约20个植物的一行播种在西班牙大田中,应该包含来自品种F的列当属种子。在特别的植物阶段,每个行中,具有至少1个列当属出现的植物的数目被记录。基于这一记录,计算该行上具有至少一个列当属出现的植物的百分比。

图7给出了基于西班牙大田实验,每个向日葵基因型,具有至少一个列当属出现的植物的百分比的频率分布。

图9和10展示了对于与来自品种F(西班牙来源)的列当属种子一起的300个向日葵基因型产生的、筛选1和2各自和大田记录之间的相关性,这是根据本发明和在西班牙在已知包含品种F列当属种子的大田中对相同组的向日葵基因型获得的数据集。

来自筛选1和来自大田记录的结果的比较,以及来自筛选2和来自大田记录的结果的比较各自示出在图9和10中。用点表示每一基因型。该点在Y轴中的投影给出了在第一或第二筛选期间,平均结节数目/测试植物(各自是图9和10,并且该点在X轴中的投影给出了在大田筛选期间,具有至少一个列当属出现的植物的百分比)。

这些图允许计算皮尔森(Pearson)相关系数,对于第一筛选,该系数是从0.41,对于第二筛选,该系数是从0.38。

因此,已经证明本发明的方法是对大田试验的准确预测工具(r=0.4),并且可以用于育种程序中的初筛工具。结果示出,根据本发明所述的平台的使用使得能够确定植物相对于土壤寄生物的抗性或耐受性。

实例4:废物的销毁和平台的清洁

在80℃,加热包含在容器中的水(最初添加进容器的水和由罐排出的水(通过每个罐底部中的孔,由于灌溉引起的过量水的排出))和源自平台洗涤的水,持续一个小时,以消除列当属的和向日葵的种子。

将固体废物(尤其是植物和基质)放置在包括两个层的可热压处理包中。将该可热压处理包放进另一个可热压处理包中,并且然后放进连接蒸汽发生器的垃圾桶中。打开蒸汽发生器。在处理后,可以按生活垃圾处理所得废物。

通过浸泡在次氯酸盐消毒液中,洗涤平台的元件(容器、盖子、加热材料)。

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