High-throughput estimation of incident light, light interception and radiation-use efficiency of thousands of plants in a phenotyping platform

Autor: Benoit Suard, François Tardieu, Christian Fournier, Claude Welcker, Nicolas Brichet, Llorenç Cabrera-Bosquet
Přispěvatelé: Écophysiologie des Plantes sous Stress environnementaux (LEPSE), Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro), Modeling plant morphogenesis at different scales, from genes to phenotype (VIRTUAL PLANTS), Inria Sophia Antipolis - Méditerranée (CRISAM), Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Amélioration génétique et adaptation des plantes méditerranéennes et tropicales (UMR AGAP), Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro)-Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro), ANR-11-INBS-0012/11-INBS-0012,PHENOME,Centre français de phénomique végétale(2011), European Project: 244374,EC:FP7:KBBE,FP7-KBBE-2009-3,DROPS(2010), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro)-Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro), 'Infrastructure Biologie Santé' Phenome supported by the National Research Agency and the 'Programme d'Investissements d'Avenir' (PIA) (ANR-11-INBS-0012), ANR-11-INBS-0012,PHENOME,Centre français de phénomique végétale(2011), Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro), Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro), Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro), Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro), Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad), Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro), Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro), Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)
Rok vydání: 2016
Předmět:
0106 biological sciences
0301 basic medicine
Canopy
Time Factors
Genotype
Light
Physiology
maïs
variabilité génétique
Greenhouse
Plant Science
Biology
Radiation
photographie hémisphérique
Spatial distribution
surface foliaire
01 natural sciences
modèle structure fonction
efficience d'interception du rayonnement
03 medical and health sciences
Imaging
Three-Dimensional
biomasse
[SDV.BV]Life Sciences [q-bio]/Vegetal Biology
Biomass
Photosynthesis
Throughput (business)
Remote sensing
2. Zero hunger
Photons
Vegetal Biology
Biologie du développement
15. Life on land
interception de la lumière
Plants
Ray
Development Biology
High-Throughput Screening Assays
plateforme de phénotypage
Plant Leaves
030104 developmental biology
Phenotype
Agronomy
Spatial variability
Seasons
Interception
Biologie végétale
010606 plant biology & botany
Zdroj: New Phytologist
New Phytologist, Wiley, 2016, 212 (1), pp.269-281. ⟨10.1111/nph.14027⟩
New Phytologist 1 (212), 269–281. (2016)
New Phytologist, 2016, 212 (1), pp.269-281. ⟨10.1111/nph.14027⟩
ISSN: 1469-8137
0028-646X
Popis: International audience; We developed a non-invasive method to measure light interception and radiation-use efficiency (RUE) in thousands of maize (Zea mays) plants at the PHENOARCH phenotyping platform.Different models were interfaced to estimate (i) the amount of light reaching each plant from hemispherical images, (ii) light intercepted by each plant via a functional-structural plant model, (iii) RUE, as the ratio of plant biomass to intercepted light. The inputs of these models were leaf area, biomass and architecture estimated from plant images and environmental data collected with a precise spatial and temporal resolution. We have tested this method by comparing two experiments performed in autumn and winter/spring.Biomass and leaf area differed between experiments showing a high G×E interaction. Difference in biomass between experiments was entirely accounted for by the difference in intercepted light. Hence, the mean RUE was common to both experiments and genotypes ranked similarly.The methods presented here allowed dissecting the differences between experiments into (i) genotypic traits that did not differ between experiments but had a high genetic variability, namely plant architecture and RUE (ii) environmental differences, essentially incident light, that affected both biomass and leaf area, (iii) plant traits that differed between experiments due to environmental variables, in particular leaf growth.
Databáze: OpenAIRE
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