"我们需要找到可以高效种植、抗病虫害的植物"

从能带来高产的作物到能抵抗干旱、盐碱化、疾病和其他气候变化后果的植物——瓦赫宁根大学和研究机构的农业食品机器人研究人员正在进行这方面的突破性多学科研究,其中包括在最近开放的荷兰植物生态表型中心(NPEC),一个用于定向育种和快速筛选农作物的高科技设施。

“为了养活更多的人口,我们需要找到可以高效种植、提供营养成分、抗病、抗旱和抗虫害等的植物。”Agro Food Robotics公司高级研究员、NPEC项目经理Rick van de Zedde说。“此外,我们必须以一种尽可能少浪费食物的方式来构建分销链。”

洞察植物特性
为了达成这个目标,其中一个挑战是需要详细洞察植物的属性,而这正是NPEC——瓦赫宁根大学与研究机构和乌特勒支大学的一项倡议的目的所在。Van de Zedde说:“我们使用高科技、数据驱动的植物表型方法,从多个角度研究农作物。NPEC还具有智囊团和公司会议场所的功能。在NPEC,大规模的自动测量在植物上进行,NPEC组织和储存用现代测量设备收集的大量数据。”

多学科研究
生物信息学、遗传学、环境科学、土壤科学和收获后技术方面的专家使用最先进的摄像技术来进行多学科研究。例如,在Ecotrons(模拟小型农业生态系统的封闭系统)中研究植物、土壤生物和其小气候之间的相互作用。气候细胞可用于研究如何影响植物微生物组,以支持植物应对盐碱化和干旱压力。其他研究正在一个新的、现代化的温室中进行,其中配备了一系列先进的传感器和摄像系统,并使用无人机和车辆进行户外测量。

数字孪生体
NPEC温室自2021年4月开始使用,自那时起已经完成了4个大型实验,包括藜麦的抗旱性以及细菌如何帮助番茄植物应对盐碱化。第三个实验是开发番茄植物的数字孪生体。在这个实验中,3个番茄品种在现实生活中被种植,同时一个带有虚拟番茄植物的虚拟温室被开发,尽可能地接近实际的种植情况。

番茄植物的生长被模拟为三维模型,包括气候和环境。如果虚拟番茄生产与现实相同,种植者和育种者就可以利用这个数字孪生体来预测他们的作物发展,并提前计算出栽培选择的预期影响。”Van de Zedde说:“种植者可以在不久的将来利用这些信息,对栽培条件、收获时间和销售做出深思熟虑的决定。”

除了瓦赫宁根大学和乌特勒支大学之外,NWO还共同资助并承认NPEC是荷兰生命科学领域大规模科学研究的最重要设施之一。此外,有45家公司表示对NPEC的支持。

有针对性的育种
Van de Zedde对在如此短的时间内已经取得的成果感到自豪。而且,还有更多的研究正在进行中。“有了我们获得的见解,我们可以更快地筛选出更多的植物,并以更有针对性的方式进行培育。这意味着未来强大、高效的食品品种将在短短几年内触手可及。”

更多信息:
Wageningen University & Research
网站:www.wur.nl 


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