Zugang zu neuen FuE-Konzepten durch innovative Verfahren der Pflanzenphänotypisierung

Abstract

Zusammenfassung
Die Entwicklung und Anwendung automatisierter Verfahren der nicht- oder minimal-invasiven Erfassung von Eigenschaften und Merkmalen von Pflanzen eröffnet neue Möglichkeiten der Identifizierung genetischer Faktoren, die pflanzliche Leistungen und Charakteristika bestimmen, der Untersuchung von Umwelteinflüssen auf die Merkmalsausprägung, der Selektion von Individuen oder Linien mit vorteilhaften Eigenschaften aus großen Populationen, der Optimierung von Pflanzenproduktionsverfahren und des Erkennens neuer Nutzungsmöglichkeiten für Pflanzen. Dieses wird durch die Entwicklung und Nutzung präziser und von der menschlichen Wahrnehmung unbeeinflusste und (idealerweise) hochdurchsatzfähige Messverfahren erreicht, mit deren Hilfe Eigenschaften genauer und für wesentlich größere Individuenzahlen als mit bisherigen Methoden bestimmt werden können, bisher nicht zugängliche Eigenschaften bestimmt werden können und durch wiederholte Messungen in zeitlicher Abfolge dynamische Prozesse beobachtet und quantifiziert werden können. Dazu sind (neuartige) Sensor- und Detektionsverfahren zu entwickeln und zu implementieren, Automatisierungsverfahren anzupassen und einzurichten, entsprechende Anlagen zu entwickeln und zu installieren, in denen neben den Pflanzeneigenschaften simultan Umweltbedingungen erfasst und/oder simuliert werden, geeignete experimentelle Verfahren zu entwickeln und wirkungsvolle Datenanalysewerkzeuge zu etablieren und einzurichten.
Stichwörter: Phänomik, Sensorik, Fernerkundung, Automatisierung, Umweltbeobachtung/-simulation

Access to novel R&D concepts through innovative plant phenotyping approaches

Abstract
The development and use of automated procedures of non- or minimal invasive monitoring of plant traits and features opens new opportunities for the identification of genetic factors determining plant characteristics and performance parameters, for the investigation of environmental effects on trait expression, for the selection of individuals or lines with preferred features from large populations, for the optimization of plant production systems, and for the recognition of novel uses of plants. This is achieved through development and application of precise and unbiased measurement procedures (not influenced by human perception), which (ideally) are amenable to high-throughput approaches. They enable more accurate and much larger scale investigations or screenings than hitherto possible, they allow the detection of features that previously could not be assessed, and they offer access to monitoring and quantification of dynamic processes through repeated measurements over time. To this end, (novel) sensor and detection systems have to be developed and an implemented, automation procedures have to be adapted and established, corresponding facilities have to be constructed and installed, which support monitoring and/or simulation of certain environmental parameters (in addition to the measurement of plant features) and effective data analysis tools have to be developed and implemented.
Keywords: Phenomics, sensorics, remote sensing, automation, environment monitoring/-simulation