NPEC
Netherlands Plant Eco-Phenotyping Centre
De missie van het Netherlands Plant Eco-phenotyping Centre (NPEC) is om plantenwetenschappers een geavanceerde faciliteit te bieden voor het meten van plantprestaties in relatie tot omgevingsfactoren. Het uiteindelijke doel is om baanbrekend onderzoek mogelijk te maken en fundamentele inzichten te verschaffen die gericht zijn op het verbeteren van de opbrengst en duurzaamheid van gewassen. NPEC faciliteert nauwkeurige, high-throughput studies van plantprestaties met betrekking tot verschillende biotische factoren (bijv. pathogenen en nuttige organismen) en abiotische factoren (waaronder lichtkwantiteit en -kwaliteit, voedingsstoffen, temperatuur, vochtigheid, bodem-pH, CO2-niveaus in de atmosfeer). Deze uitgebreide aanpak ondersteunt de ontwikkeling van innovatieve, adaptieve gewassen en teeltsystemen die nodig zijn voor toekomstige voedselproductie en voedselzekerheid, terwijl tegelijkertijd onze planeet wordt beschermd.
Infrastructuur en gebruikersdiensten
Het Netherlands Plant Eco-phenotyping Centre (NPEC) is een nationaal onderzoekscentrum dat momenteel wordt ontwikkeld in Wageningen en Utrecht. Het bestaat uit zes geïntegreerde experimentele modules die zijn ontworpen om de reacties van planten onder zowel gecontroleerde omstandigheden als in het veld te bestuderen:
- Ecotron-module: beschikt over 36 mesocosmsystemen voor diepgaande analyse van plantenecosystemen, waarbij plantkenmerken, prestaties en ondergrondse interacties in gecontroleerde omgevingen worden onderzocht.
- Plant Microbe Interaction Module: maakt gebruik van high-throughput robotsystemen om interacties tussen planten en microben te bestuderen, waarbij gebruik wordt gemaakt van geavanceerde beeldvormingstechnieken zoals fluorescentie, infrarood, hyperspectrale en 3D-beeldvorming, en systemen voor high-throughput isolatie van microben.
- Multi-Environment Module: Een reeks van 15 klimaatkamers met de hoogste mate van homogeniteit in temperatuur, vochtigheid en lichtintensiteit die beschikbaar is, voor nauwkeurige experimenten met plantenreacties op omgevingsfactoren, waaronder temperatuur (-5° tot 40°C), vochtigheid (35-90%), licht en CO2-niveaus. Deze module is geïntegreerd met en verbetert de fenotyperingsfaciliteiten die beschikbaar zijn in de Plant Microbe Interaction Module.
- High Throughput Growth Room Module: maakt geautomatiseerde high-throughput fenotypering mogelijk in vijf klimaatgeregelde kamers, met geavanceerde beeldvormingstechnieken zoals fluorescentie, infrarood, hyperspectraal en 3D-beeldvorming.
- Greenhouse Module: ondersteunt fenotypering van de hele plant, van zaailing tot oogst, met behulp van een plant-naar-sensor-transportband, een sensor-naar-plant-portaal en een autonoom mobiel scanapparaat.
- Open-Field-module: maakt gebruik van mobiele fenotyperingssystemen op basis van drones en voertuigen voor veldstudies, met verplaatsbare autonome voertuigen en UAV's die zijn uitgerust met geavanceerde sensoren.
Samen bieden deze modules een uitgebreid platform voor het onderzoeken van interacties tussen planten en hun omgeving, waardoor het onderzoek naar de veerkracht en aanpassingsvermogen van planten wordt verbeterd.
Voorbeelden/beschrijving van het type onderzoek
De geavanceerde infrastructuur van NPEC zal baanbrekend onderzoek naar interacties tussen planten en het milieu ondersteunen, waardoor wetenschappers met hoge precisie kunnen onderzoeken hoe planten reageren op omgevingsfactoren, microbiële gemeenschappen en ecosysteemdynamiek. Onderzoekers zullen de genetische en fysiologische eigenschappen van planten onder gecontroleerde omstandigheden bestuderen, hun veerkracht ten opzichte van klimaatverandering beoordelen en interacties tussen planten en microben onderzoeken met behulp van high-throughput imaging en metabolomics. Bovendien zal de faciliteit grootschalige fenotypering van gewassen in zowel kassen als open velden mogelijk maken, wat waardevolle inzichten oplevert in de aanpassingsvermogen van planten, stresstolerantie en duurzame landbouw. Dit onderzoek heeft tot doel bij te dragen aan de ontwikkeling van klimaatbestendige gewassen en duurzamere landbouwpraktijken te bevorderen.
Toegang tot de infrastructuur
Gebruikers kunnen toegang aanvragen tot een specifiek compartiment of een specifieke kweekruimte in een van de zes modules, waarbij het eerste contact verkennend is met een van de faciliteitsbeheerders. Als er een besluit over het gebruik wordt genomen en er financiering beschikbaar is, wordt een aanvraag ingediend om de faciliteit te gebruiken. De operationeel manager plant vervolgens de experimenten en stelt een experimenteel plan op met alle aspecten van het kweken van de planten, in welk klimaat en hoe de plantengroei moet worden gefotypeerd/gemeten. Het mechanisme voor het aanvragen van toegang is gekoppeld aan het afstemmen van de behoeften en ideeën van gebruikers op de beschikbare technologie. Tot nu toe zijn we erin geslaagd alle binnenkomende geschikte aanvragen te matchen en in te plannen, en dankzij een slimme en transparante planning konden we al onze gebruikers van dienst zijn.