Chemische/physikalische Analysen
Isotopenanalyse
Name des Gerätes: Delta V Advantage – ConFlo IV – Flash HT
Beschreibung: Das Gerät besteht aus einem Elementaranalysator (Dumas-Verbrennungsverfahren), einem Isotopenverhältnismassenspektrometer und einer Gasübertragungsstation zwischen beiden Geräten. Es können Elementgehalte (C, N, S, H) und Signaturen stabiler Isotopen (13C/12C, 15N/14N, 34S/32S, H/D) bestimmt werden. Isotopensignaturen geben Aufschluss über die Quelle der Elemente, z.B. ob N aus der Luft oder aus dem Boden aufgenommen wird. Generell können damit Nährstoffflüsse in der Pflanze untersucht werden, speziell die Stickstofffixierung.
Molekulare Analysen
Name des Gerätes: Illumina MiSeq
Beschreibung: Das MiSeq-System wird hauptsächlich für die GBS-Analyse (Genotyping-by-Sequencing) verwendet. GBS ist eine kostengünstige Screening-Methode zur Entdeckung neuer SNPs und zur Genotypisierung von Pflanzenpopulationen mit komplexen Genomen. Das MiSeq-System ist in der Lage, bis zu 15 GB pro Durchlauf zu generieren und liefert dabei bis zu 50 Millionen Paired-End-Reads mit einer Leselänge von bis zu 2 x 300 Basispaaren pro Read.
Name des Gerätes: ABI 3130xl Genetic Analyzer (Applied Biosystems)
Beschreibung: Der Applied Systems 3130xl Genetic Analyzer wird zur Fragmentlängen-Analyse von PCR-Produkten, die mit fluoreszierenden Farbstoffen markiert sind, eingesetzt. Die DNA-Fragmente werden dazu mittels Kapillarelektrophorese getrennt und ihre Größe im Vergleich zu einem Größenstandard bestimmt. Diese Methode kommt vor allem bei Markern zum Einsatz, deren Allele sich aufgrund von Deletionen oder Duplikationen in Längenunterschiede aufweisen (z.B. Mikrosatelliten).
Phänotypisierung/Phänotypisierungseinrichtungen
Multisenor-Hochdurchsatz-Plattform
Name des Gerätes: Plantarray (Plant-DiTech)
Beschreibung: Der PlantArray ist ein Hochdurchsatzsystem, bestehend aus 120 Einheiten, das eine präzise Phänotypisierung der Pflanzen auf Basis von Messungen des Boden-Pflanze-Atmosphäre-Kontinuums (SPAC) in verschiedenen Umwelten ermöglicht. Das System erfasst Sensordaten aller Pflanzen, die im Array untersucht werden sollen und ermöglicht so einen Vergleich zwischen verschiedenen Behandlungen. Dazu werden kontinuierlich Gewicht, Wasserverbrauch, Leitfähigkeit des Bodens, Bodentemperatur sowie atmosphärische Parameter erfasst.
Phänotypisierung/Phänotypisierungseinrichtungen
Phänotypisierung Insektenresistenz in Pflanzen
Name des Gerätes: Video-Tracking, Noldus, Software EthoVisionXT
Beschreibung: Gerät zur Erfassung der Aktivität einzelner Insekten auf Blattstanzen. Dient der Studie kurzzeitiger Interaktion von Pflanze und Insekt. Die Software ermöglicht die Programmierung eigener Parameter. Der Durchsatz ist im Vergleich zur etablierten EPG-Methode erhöht, pro Aufnahme sind 56 (theoretisch bis zu 100) Beobachtungen parallel möglich. Dient der Vorfilterung großer Genotypensets.
Name des Gerätes: Electrical Penetration Graph (EPG)-Technik, EPG Systems, Software EPG Stylet+
Beschreibung: Methode zur Untersuchung des Saugverhaltens von stechend-saugenden Insekten wie Blattläusen. Sobald eine Blattlaus das Pflanzengewebe ansticht, werden elektrische Widerstandsänderungen im System Blattlaus-Pflanze in Form von Wellenmustern registriert, die zwischen allen Blattlausarten vergleichbar sind. Die Wellenmuster sind verschiedenen Verhaltensmustern zugeordnet. Anhand dieser Daten lassen sich unter anderem Aussagen zu einer möglichen Resistenz von Pflanzen gegenüber Blattläusen sowie deren Lokalisierung innerhalb der Pflanze treffen.
Phänotypisierung/Phänotypisierungseinrichtungen
Analyse der Wurzelarchitektur
Name des Gerätes: Hydroponisches System
Beschreibung: Das hydroponische System dient der Erfassung von Wurzelarchitekturmerkmalen und besteht aus Wannen, in die Multitopfplatten (7x5 Plätze) eingehängt werden. Die Pflanzen schwimmen mittels Schwimmringen in einer Nährstofflösung (Hoagland) und die Belüftung der darin bedindlichen Wurzeln erfolgt durch Aquarienpumpen. Im Moment besteht das System aus 12 verfügbaren Einheiten, die beliebig kombiniert werden können. Mit dem hydropoischen System bietet sich die Möglichkeit, die Wurzelmorphologie (Länge, Fläche, Volumen), Topologie und Wurzelarchitektur verschiedener Pflanzenarten zu erfassen.
Name des Gerätes: WinRHIZO™
Beschreibung: Das WinRhizo™-System dient der Erfassung von Wurzelarchitekturmerkmalen und besteht aus einem Scanner mit Durchlichteinheit für die Bildaufnahme sowie der zugehörigen Analysesoftware. Hier werden das Scannen der gewaschenen Wurzeln und die anschließende automatische Berechnung verschiedener Wurzelparameter in einem Arbeitsgang durchgeführt. Mit dem WinRhizoTM System bietet sich die Möglichkeit, die Wurzelmorphologie (Länge, Fläche, Volumen), Topologie und Wurzelarchitektur verschiedener Pflanzenarten zu erfassen.
Phänotypisierung/Phänotypisierungseinrichtungen
Saatgut-Analyse
Name des Gerätes: MARVIN-Universal (GTA Sensorik/MARViTECH)
Beschreibung: MARVIN-Universal ist ein robustes Saatgutanalysegerät, mit dem die Saatgröße (Fläche, Länge, Breite), Kornform (Verhältnis L/B, Zirkularität), das Tausend-Korn-Gewicht (TKG) und die Kornfraktionierung aller heimischen Kulturpflanzen bestimmt werden können. Die Analyse basiert auf der Software-gestützten Auswertung digitaler optischer 2D-Bilder, womit Saatgutproben schnell mit hoher Präzision ausgezählt werden können.
Phänotypisierung/Phänotypisierungseinrichtungen
Analyse der Krankheitsresistenz
Name des Gerätes: MacroBot 2.0 (IFF Fraunhofer)
Beschreibung: Der MacroBot 2.0 ist eine multimodale Bildanalyse-Pipeline in Kombination mit einem Roboterlader/-magazin zur Hochdurchsatz-Untersuchung des pilzlichen Befalls von Getreide. Dabei werden von einer 14-Bit-8-MPx-Thorlabs-Kamera autonom RGB-Bilder von detached leaf assays auf Mikrotiterplatten erzeugt. Die Bildanalyse erfolgt angepasst an die jeweiligen Pathosystme mit Hilfe der BlueVision Software. Das System wird derzeit zur quantitativen Analyse des Befalls von Weizen und Gerste mit Echtem Mehltau, Gelb- und Braunrost eingesetzt.
Phänotypisierung/Phänotypisierungseinrichtungen
Spektralanalyse
Name des Gerätes: Hyperspektraler Messplatz
Beschreibung: Die Möglichkeit einer nicht-invasiven Charakterisierung von organischen und anorganischen Inhaltsstoffen mittels hyperspektraler Bildgebung bildet die Grundlage für zahlreiche Anwendungen in der Pflanzenzüchtung und der Präzisionslandwirtschaft. Das generische Verhalten von Materialien, Licht zu reflektieren, zu absorbieren und/oder zu transmittieren wird hierbei genutzt, einzelne Stoffe zu bestimmen und zu quantifizieren. Eng verbunden sind nachgelagerte Methoden der datengetriebenen Mustererkennung, die ein Erlernen (maschinelles Lernen) anhand von Referenzdaten und der Abbildung der Spektraldaten auf die Zielgröße ermöglichen.
Physiologische Analyse
morphologisch/physiologische Charakterisierung
Name des Gerätes: AP4-Porometer
Beschreibung: Das AP4 ist ein zyklisches Porometer und dient zur Messung des Spaltöffnungswiderstands von Pflanzenblättern. Dies ist ein Maß für den Widerstand gegen den Verlust von Wasserdampf durch die Spaltöffnungen und ein Indikator für den physiologischen Zustand der Pflanze. Das AP4 ist ein wichtiges Instrument, um das komplizierte Netzwerk der Mechanismen, die das Verhalten der Spaltöffnungen steuern, zu enträtseln und zu verstehen.
