Infrastruktureinrichtungen und Anlagen im Leibniz-Institut für Pflanzengenetik und Kulturpflanzenforschung in Gatersleben, IPK


 

 Für weitere Informationen kontaktieren Sie bitte die folgenden Personen:

Thomas Altmann, Prof. Dr. altmann@ipk-gatersleben.de oder

Astrid Junker, Dr. junkera@ipk-gatersleben.de

Die verschiedenen Infrastruktureinrichtungen werden in folgende Gruppen unterteilt:

Technologieplattform Shoot


Systeme zur automatisierten Phänotypisierung im Hochdurchsatz

 
von kleinen Pflanzen
von mittelgroßen Pflanzen
 
  nähere Infos nähere Infos
Standort der Anlage klimatisierte Phytokammer Gewächshaus
Untersuchungsobjekt vollständige Pflanzen vollständige Pflanzen
Kapazität 384 – 4608 Pflanzen 520 Pflanzen
Pflanzengröße/Art Maximale Pflanzenbreite: 3 – 9.5cm Maximale Pflanzenhöhe: 30cm z.B. Arabidopsis, Brachypodium Maximale Pflanzenbreite: 30 cm Maximale Pflanzenhöhe: 140 cm z.B. Hordeum vulgare
Methode Fluoreszenz-Imaging (Anregung : 400 bis 500 nm, Emission : 520 bis 750 nm) , Imaging im sichtbaren Licht (390-750 nm) und Imaging im Nahinfrarot -Bereich ( 1450-1550 nm) Fluoreszenz-Imaging (Anregung : 400 bis 500 nm, Emission : 520 bis 750 nm) , Imaging im sichtbaren Licht (390-750 nm) und Imaging im Nahinfrarot -Bereich ( 1450-1550 nm)
Messbare Eigenschaften/Parameter Architektonische Pflanzenmerkmale (Pflanzenhöhe und-breite, projizierte Blattfläche aus Aufsicht und Seitenansicht), geschätzte Pflanzenbiomasse Farbparameter Pixelverteilung in verschiedenen Farbklassen, Farbintensität, -sättigung Physiologische Merkmale Chlorophyllfluoreszenz, Parameter mit Bezug zum Feuchtigkeitsgehalt der Pflanze Architektonische Pflanzenmerkmale (Pflanzenhöhe und-breite, projizierte Blattfläche aus Aufsicht und Seitenansicht), geschätzte Pflanzenbiomasse Farbparameter Pixelverteilung in verschiedenen Farbklassen, Farbintensität, -sättigung Physiologische Merkmale Chlorophyllfluoreszenz, Parameter mit Bezug zum Feuchtigkeitsgehalt der Pflanze
 
von großen Pflanzen
Phenobot (in der Entwicklung)
 
  nähere Infos nähere Infos
Standort der Anlage Gewächshaus Gewächshaus, stationär (Versetzen möglich)
Untersuchungsobjekt vollständige Pflanzen Blattoberflächen (Trichome), automatische Auswahl repräsentativer Blattbereiche
Kapazität 396 - 1584 Pflanzen etwa 90 Pflanzen pro Tag
Pflanzengröße/Art Maximale Pflanzenbreite: 70 cm Maximale Pflanzenhöhe: 230 cm z.B. Zea mays Pflanzenrosetten, krautige Pflanzen ,Gräser (z.B. Arabidopsis, Tabak, Gerste)
Methode Fluoreszenz-Imaging (Anregung: 400-500 nm, Emission: 520-750 nm), Imaging im sichtbaren Licht (390-750 nm) und Imaging im Nahinfrarot-Bereich (1450-1550 nm) Bildgebende Verfahren, Time-of-Flight-Sensor für die 3D Rekonstruktion und hochauflösende RGB Kamera
Messbare Eigenschaften/Parameter Architektonische Pflanzenmerkmale (Pflanzenhöhe und-breite, projizierte Blattfläche aus Aufsicht und Seitenansicht), geschätzte Pflanzenbiomasse Farbparameter Pixelverteilung in verschiedenen Farbklassen, Farbintensität, -sättigung Physiologische Merkmale Chlorophyllfluoreszenz, Parameter mit Bezug zum Feuchtigkeitsgehalt der Pflanze Trichome pro Fläche, Trichomtypen (in der Testphase)

 

Technologieplattform Patho


Plattformen zur mikroskopischen und makroskopischen Analyse von Pflanze-Pathogen Interaktionen im Hochdurchsatz

Die exakte Beschreibung der Anfangsstadien der Infektion einer Pflanze (Pflanzenzelle) durch ein mikrobielles Pathogen erfordert mikroskopische Techniken. Die entwickelte ‚Microphenomics‘ – Plattform kombiniert die Vorteile dieser Techniken mit den Anforderungen für ein hochdurchsatztaugliches phänotypisches Screening-Verfahren welches die Hochdurchsatz- DNA – Klonierung und -Transformation einzelner Pflanzenzellen und automatisierte Mikroskopie- und Bildanalyseabläufe ermöglicht. Die Plattform wurde erfolgreich eingesetzt um die Funktion von Genen bei der nichtwirts- und rassenunspezifischen Wirtsresistenz von Gerste gegenüber dem Mehltaupilz Blumeria graminis zu untersuchen.
Weitere Phänotypisierungsmethoden befinden sich in der Entwicklung, welche den kompletten asexuellen Interaktionszyklus von Mehltau und Gerste abdecken und außerdem eine quantitative Einschätzung der Krankheitssymptome und Wirtsreaktionen erlauben sollen.
Das Gerste/ Mehltau (Blumeria graminis f.sp. hordei)- und das Weizen / Mehltau (Blumeria graminis f-sp. tritici) - System sind gegenwärtig die am weitesten entwickelten Pathosysteme. Weitere Pathosysteme sind verfügbar: Gerste/Blattfleckenkrankheit (Bipolaris sorokiniana) und Arabidopsis thaliana/Mehltau (Golovinomyces orontii).

Figure 1. Overview of the Micro- and Macrophenomics platform. The interaction of pathogenic fungi with plants is monitored in three different stages: early (establishment of haustorium), intermediate (secondary hyphae formation and growth) and late (disease symptoms rating).

 
Microphenomics facility
Macrophenomics facility
 
  nähere Infos nähere Infos
Standort der Anlage IPK, Labor im Genomzentrum IPK, Labor im Genomzentrum
Untersuchungsobjekt abgetrennte Blätter abgetrennte Blätter
Kapazität bis zu 80 RNAi-Zielgene pro Woche; bis zu 300 Genotypen pro Woche Bis zu 500 Genotypen in 3-4 Wochen
Pflanzengröße/Art Pflanzen: H. vulgare, T. aestivum, A. thalianaPathogene: B. graminis, G. orontii Planzen: H. vulgare, T. aestivum, A. thalianaPathogene: B. graminis, B. sorokiniana, G. orontii
Methode Bildgebende Mikroskopie Multispektral- Imaging (365-850 nm)
Untersuchte Parameter Effizienz der pilzlichen Penetration; Wachstum der Pilzhyphen Anzahl der Pilzkolonien pro Blattfläche; Fläche der Kolonien; Pflanzliche Reaktionen (Melanisierung, Epifluoreszenz)

 

Technologieplattform Field


 
AgRover
 
  nähere Infos
Anwendungsbereich Felder oder Flurstücke (einfach zu transportieren)
Untersuchungsobjekte Flurstücke/ganze Pflanzen
Kapazität ~ 3 km/Tag (ca. ~ 600 x 5 m Flächen)
Pflanzengröße Pflanzen bis zu einer maximalen Größe von 60-80 cm
Methode Hyperspektrales bildgebendes Verfahren (1000 - 2500µm), Auf- und Seitenansicht
Parameter Physiologischer Status (z.B. Nährstoffgehalt) Wurzeltiefe (indirekt)

 

GEFÖRDERT DURCH

Förderkennzeichen:
031A053A/B/C