Plantarray是一款基于称重的高通量、多传感器生理表型平台以及植物逆境生物学研究通用平台。该系统可持续、实时测量位于不同环境条件下、阵列中每个植株的土壤-植物-空气（SPAC）中的即时水流动。直接测量根系和茎叶系统水平衡和生物量增加，计算植物生理参数以及植物对动态环境的反馈。系统以有效、易用、无损的方式针对植物对不同处理的反应、预测植物生长和生产力进行定量比较，广泛应用于生物胁迫和非生物胁迫以及植物栽培加速育种研究等，胁迫研究涵盖干旱胁迫、盐胁迫、重金属胁迫、热、冷胁迫、光胁迫以及灌溉/养分、CO₂指示、植物健康等领域的研究。

摘要

人们对具有可持续绿色经济和农业概念的生物刺激剂的商业兴趣正在越来越浓厚，对采用高效科学方法开发新产品并了解其作用机制的需求也显著增加。生物刺激剂是一组各种自然来源的高度多样的药剂。无论其营养含量和成分如何，它们都是通过提高养分利用效率、非生物胁迫耐受性和作物质量来提升作物性能的能力来分类的。很多报告描述了植物研究中基于现代无损传感器的表型分析方法。这篇综述侧重于表型方法在生物刺激剂研究和开发中的应用，并绘制了这两个密集生长域相互作用的演化图。本文综述了如何使用表型分析识别新的生物刺激剂、描述其生物活性以及作用机制/模式。特别关注了适合模型植物生物刺激剂筛选和开发管路的室内高通量方法以及用于确定生物刺激剂活性的高精度方法。强调了通过整合其他组学方法以及先进的统计/数学工具来测试生物刺激剂作为多组分产品的复杂方法的必要性。

关键词：高通量筛选，作用机制，作用模式，组学，植物生物刺激剂，植物育种，植物表型，传感器

Presence and future of plant phenotyping approaches in biostimulant research and development

Abstract

Commercial interest in biostimulants as a tool for sustainable green economics and agriculture concepts is on a steep rise, being followed by increasing demand to employ efficient scientific methods to develop new products and understand their mechanisms of action. Biostimulants represent a highly diverse group of agents derived from various natural sources. Regardless of their nutrition content and composition, they are classified by their ability to improve crop performance through enhanced nutrient use efficiency, abiotic stress tolerance, and quality of crops. Numerous reports have described modern, non-invasive sensor-based phenotyping methods in plant research. This review focuses on applying phenotyping approaches in biostimulant research and development, and maps the evolution of interaction of these two intensively growing domains. How phenotyping served to identify new biostimulants, the description of their biological activity, and the mechanism/mode of action are summarized. Special attention is dedicated to the indoor high-throughput methods using model plants suitable for biostimulant screening and developmental pipelines, and high-precision approaches used to determine biostimulant activity. The need for a complex method of testing biostimulants as multicomponent products through integrating other -omic approaches followed by advanced statistical/mathematical tools is emphasized.

Keywords: High-throughput screening, mechanism of action, mode of action, -omics, plant biostimulants, plant breeding, plant phenotyping, sensors

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