Laser Ablation Tomography: delivering high-throughput anatomical-scale phenotyping

激光消融断层扫描:提供高通量解剖规模表型分析

基本信息

  • 批准号:
    BB/R013748/1
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 68.85万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    英国
  • 项目类别:
    Research Grant
  • 财政年份:
    2018
  • 资助国家:
    英国
  • 起止时间:
    2018 至 无数据
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

Food security represents a major global issue. Crop production needs to double by 2050 to keep pace with a global population increasing to 9 billion. This target is even more challenging given the impact of climate change and the need for agriculture to become more environmentally sustainable. Developing crops better adapted to climate change is essential. Advances in DNA technologies (termed genomics) are helping revolutionise our ability to develop crops better able to adapt to different environments. However, our ability to image the shape of (parts of) plants (termed phenotyping) represents a major bottleneck. For example, the shape and size of the cells that make up a root or leaf have a major effect on how efficiently a plant functions. However, it has not been possible for plant scientists to screen thousands of plants to detect differences in plant cell shape and size needed to select new improved plant varieties, to date. This project proposes to employ a revolutionary new type of imaging approach (called Laser Ablation Tomography or LAT) which has recently been developed in the USA that, for the first time, allows scientists to rapidly screen thousands of plant samples for variation in cell size and shape. LAT has many advantages over existing physical or optical sectioning methods. For example, it is much faster, easier and more precise than traditional hand sectioning methods and also provides 3D (rather than 2D) information. Hence, LAT provides unique opportunities to select crops with increased yield and/or resilience to environmental stresses employing entirely new cell shape-based reasoning. For example, we will use LAT to look at many biological questions of relevance to food security including screening new varieties of wheat for variation in the shapes and sizes of cells in roots, stems, leaves, flowers and seeds: and understanding how plant cells respond to water logging or bacterial infection.In order to maximise access and train researchers we will base the new LAT equipment in a specialised research building termed the Hounsfield Facility. This facility has an expert team of staff with an excellent track record of service supporting UK and European scientists using a related form of X-ray based tomography (termed CT) to image crops and other biomaterials. The expert staff will also explore other applications of LAT to study, for example, soil, food and biomedical samples. The availability of the LAT equipment will also be critical to early career researchers and establishing new collaborations between project partners with both industry and academia, thereby enhancing UK capabilities.
粮食安全是一个重大的全球问题。到 2050 年,农作物产量需要增加一倍,才能跟上全球人口增加到 90 亿的步伐。考虑到气候变化的影响以及农业变得更加环境可持续的需要,这一目标更具挑战性。开发更好地适应气候变化的作物至关重要。 DNA 技术(称为基因组学)的进步正在帮助彻底改变我们开发能够更好地适应不同环境的作物的能力。然而,我们对植物(部分)形状进行成像(称为表型分析)的能力是一个主要瓶颈。例如,构成根或叶的细胞的形状和大小对植物功能的效率有重大影响。然而,迄今为止,植物科学家还不可能筛选数千种植物,以检测选择新的改良植物品种所需的植物细胞形状和大小的差异。该项目提议采用一种革命性的新型成像方法(称为激光消融断层扫描或 LAT),该方法最近在美国开发出来,首次允许科学家快速筛选数千个植物样本的细胞大小和变化。形状。与现有的物理或光学切片方法相比,LAT 具有许多优点。例如,它比传统的手工切片方法更快、更容易、更精确,并且还提供 3D(而不是 2D)信息。因此,LAT 提供了独特的机会,可以采用全新的基于细胞形状的推理来选择产量更高和/或对环境压力具有抵抗力的作物。例如,我们将使用 LAT 来研究与粮食安全相关的许多生物学问题,包括筛选小麦新品种的根、茎、叶、花和种子细胞形状和大小的变化:以及了解植物细胞如何反应为了最大限度地利用和培训研究人员,我们将把新的 LAT 设备安置在一个名为 Hounsfield 设施的专门研究大楼中。该设施拥有一支拥有出色服务记录的专家团队,支持英国和欧洲科学家使用相关形式的基于 X 射线的断层扫描(称为 CT)对农作物和其他生物材料进行成像。专家人员还将探索 LAT 在研究方面的其他应用,例如土壤、食品和生物医学样本。 LAT 设备的可用性对于早期职业研究人员以及项目合作伙伴与工业界和学术界之间建立新的合作也至关重要,从而增强英国的能力。

项目成果

期刊论文数量(10)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Rice auxin influx carrier OsAUX1 facilitates root hair elongation in response to low external phosphate.
  • DOI:
    10.1038/s41467-018-03850-4
  • 发表时间:
    2018-04-12
  • 期刊:
  • 影响因子:
    16.6
  • 作者:
    Giri J;Bhosale R;Huang G;Pandey BK;Parker H;Zappala S;Yang J;Dievart A;Bureau C;Ljung K;Price A;Rose T;Larrieu A;Mairhofer S;Sturrock CJ;White P;Dupuy L;Hawkesford M;Perin C;Liang W;Peret B;Hodgman CT;Lynch J;Wissuwa M;Zhang D;Pridmore T;Mooney SJ;Guiderdoni E;Swarup R;Bennett MJ
  • 通讯作者:
    Bennett MJ
The Xerobranching Response Represses Lateral Root Formation When Roots Are Not in Contact With Water
当根不与水接触时,异分枝反应抑制侧根形成
  • DOI:
    10.2139/ssrn.3188447
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Orman-Ligeza B
  • 通讯作者:
    Orman-Ligeza B
Integrated root phenotypes for improved rice performance under low nitrogen availability.
  • DOI:
    10.1111/pce.14284
  • 发表时间:
    2022-03
  • 期刊:
  • 影响因子:
    7.3
  • 作者:
    Ajmera, Ishan;Henry, Amelia;Radanielson, Ando M.;Klein, Stephanie P.;Ianevski, Aleksandr;Bennett, Malcolm J.;Band, Leah R.;Lynch, Jonathan P.
  • 通讯作者:
    Lynch, Jonathan P.
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Apical-basal polarity: why plant cells don't stand on their heads.
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  • 发表时间:
    2006
  • 期刊:
  • 影响因子:
    20.5
  • 作者:
    Jiří Friml;P. Benfey;Eva Benková;Malcolm Bennett;T. Berleth;Niko Geldner;Markus Grebe;Marcus Heisler;Jan Hejátko;Gerd Jürgens;Thomas Laux;Keith Lindsey;Wolfgang Lukowitz;Christian Luschnig;R. Offringa;B. Scheres;R. Swarup;Ramó N Torres;D. Weijers;E. Zažímalová
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    0
  • 作者:
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  • 通讯作者:
    J. Ball

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  • 通讯作者:
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    BB/W008874/1
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    2022
  • 资助金额:
    $ 68.85万
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    $ 68.85万
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    2020
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    $ 68.85万
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    Research Grant
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    BB/M012212/1
  • 财政年份:
    2015
  • 资助金额:
    $ 68.85万
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    2014
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    $ 68.85万
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    2012
  • 资助金额:
    $ 68.85万
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    Research Grant
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    2010
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    $ 68.85万
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    Fellowship
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    BB/H020314/1
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    2010
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    $ 68.85万
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  • 财政年份:
    2021
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    $ 68.85万
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作者:{{ showInfoDetail.author }}

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