オランダ植物生態表現型センター（オランダ植物エコフェノタイピングセンター，NPEC）由オランダのワッハニンゲン大学（ワゲニンゲン大学 & 研究, WUR）とウドラー大学（ウトレヒト 大学）共同で建設と運営に協力する。中心2017年に提案を提出し、2022年9月末に正式にスタートし、研究の重点は植物の表現型にあると環境の相互関係を構築し、植物研究ひきこみ自動化とビッグデータの時代。

NPEC数年の間に続々と建設が完成した6つの研究モジュールには、3スリーブの取り付け先フィトスコープ大型ステップイン方式に水をかけるしょくぶつせいちょうしつのプラントスクリーン XYZ三次元移動式植物表現型イメージング解析システム、1スリーブプラントスクリーン-SC移動式植物表現型イメージング分析システム、36ユニットエコラブどじょう-植物-大気総合研究マイクロ生態系、マルチセットFluorCam の葉緑素蛍光イメージングシステムなど。

2023-2024年、NPEC2セットの最新型植物表現型イメージングシステムをインストールしました。NPECそれぞれ「太陽神”（ヘリオス）和 “冥王”（ハデス）。その中“太陽神”（ヘリオス）システムは1セットプラントスクリーンコンベヤ版高フラックス植物表現型イメージング分析システム。このシステムはコンベアを利用して植物をイメージング室に搬送して測定し、高フラックス、高精度、低干渉、多角度の植物表現型イメージング測定を実現し、同時に植物の成長環境を自動的に制御することができ、灌漑、光照射、温度及び動的周期変化などを含む。

“冥王”（ハデス）システムは1セットプラントスクリーン高フラックス寒天培養植物の表現型イメージング分析システム。これ寒天平板培養植物の自動接種、培養、表現型イメージング分析を専門に行うシステムである。このシステムは全自動ロボット操作であり、寒天を注ぎ、播種、積層触芽、接種、イメージング分析の全自動運転を含む。収容可能2160個の特製シャーレの全自動全プロセス高スループット表現型分析。システムはGMO の（遺伝子組換え生物）制御区の環制御室、操作台、培養キャビネット（積層触芽キャビネットを含む）、ロボット及びイメージングステーションなどの構成は、根系形態イメージング分析、GFP等蛍光蛋白イメージング分析、クロロフィル蛍光イメージング分析、マルチスペクトルイメージング分析、高スペクトルイメージング（透過光）分析及び蛍光高スペクトルイメージング分析等

NPECこれらの表現型グループ学設備を利用して、すでに一連の研究活動を展開し、大量の科学研究成果を得て、一部の研究例は以下の通りである：

1. 葉緑素蛍光分析を用いてトマト中のジャガイモ胞嚢線虫感染に対して非侵襲性、症状前検査を行った

ジャガイモ胞嚢線虫（PCN)は世界のジャガイモ生産区で破壊的な病原線虫の1つであり、毎年大きな経済損失をもたらしている。PCN田畑での感染は通常「病巣」状に分布し、つまり一部の地域でのみ集中的に発生する。しかし、伝統的な土壌サンプリングと線虫同定方法は時間と労力がかかるため、これらの病巣を早期、正確に位置決めすることは非常に困難である。そのため、迅速、非破壊性、症状前の検査技術を開発し、正確な局所的な予防制御、農薬使用の減少、経済損失の低減を実現するために重要な意義がある。本研究は葉緑素蛍光分析を最前線の植物生理モニタリング技術として、植物地上部光合成システムの微細な変化を検出することにより、地下部根系のPCNに染み込む

研究者はトマトをプラントスクリーン高スループットコンベアフォームシステムのサンプルトレイには、5異なる勾配のPCN接種密度、利用するプラントスクリーンシステムFluorCam の接種後の葉緑素蛍光イメージングユニットの連続自動モニタリング26日の葉緑素蛍光動態画像化。

研究により、葉緑素蛍光パラメータ対PCN侵入の応答は従来の成長指標よりはるかに早い：

1）極早期応答：接種後第1日、光合成速度を反映するΦPSII及び光合成系の熱散逸のNPQ顕著な変化が起こりましたこのとき、線虫は根系に侵入していない可能性があり、研究者は線虫卵が自発的に孵化したり、その分泌されたりした特定の分子（エフェクター）が植物の早期免疫反応を引き起こした可能性があると推測している。

2）高感度：ΦPSII低レベルの感染に最も敏感な指標である。接種密度（5卵（たまご）/グラムの土）の下で、第1日からその低下を検出することができます。そしてNPQ第1日は高接種密度に応答した。

最大光化学効率Fv/Fm、PSII潜在活性Fv/F0応答が遅く、低侵襲レベルに敏感ではない。

本研究は葉緑素蛍光分析、特にNPQおよびΦPSIIこの2つのパラメータは、トマト株に何らかの可視症状が現れる前に、地下部のジャガイモ胞嚢線虫感染を効果的に検出する極めて感度の高いツールとすることができる。

2. 単一及び複合ストレスに対するジャガイモの高スループット表現型イメージング解析

気候変動の激化に伴い、熱波、洪水、干ばつなどの天気事件が頻発し、作物の生産を深刻に脅かしている。ジャガイモは世界的に重要な食糧作物として、その成長と生産量は不良環境条件の影響を受けやすい。本研究の目的はジャガイモ（栽培種 『Desiree』）単一及び複合非生物ストレス（高温、干ばつ、冠水含浸）に対応して総合的な分析を行い、高スループット表現型分析と多群学データを統合することにより、ジャガイモの未来現実的な気候情景をシミュレーションする下でのストレス応答メカニズムを深く理解し、そして生物情報学分析プロセスを構築してこれらの複雑なデータを統合した。この研究はオランダのワヘニンゲン大学和ウドラジ大学を含む複数の欧州学術・科学研究機関が参加しており、EUアダプトジャガイモ育種プロジェクトの重要な研究成果の一つ。

研究者はジャガイモ株に単一ストレス（熱ストレス H、干ばつD、冠水W）及び複合ストレス（熱+干ばつHD、熱+干ばつ+はんらんさせるハードウェア）を使用して、畑で発生する可能性のある連続的なストレスをシミュレートするためのリカバリ期間を設定し、プラントスクリーン高スループット表現型イメージング分析システムは連続表現型分析を行い、植物体積、高さ、葉面積、コンパクト度などの形態指標、及びクロロフィル蛍光（例えばQY_Lss、Fv/Fm_Lss、qL_Lss）と熱イメージング（クラウン温度ΔT）などの生理指標がある。結果により、すべてのストレスは成長を抑制するが、程度が異なり、複合ストレスHDの影響は単一の脅迫より大きい、冠水（W）の影響が最も迅速で深刻である、三重脅迫（ハードウェア）植物が死に近づいた。光合成系損傷では、すべてのストレスが低下したPSIIの光化学効率（QY_Lss）、そのうち熱ストレスHストレスの影響が最も大きい。

他のグループ学的データと結合して、この研究はジャガイモの複合ストレス（特に熱+干ばつ+はんらんさせるハードウェア）の感受性を明らかにするとともに、高温ストレスは光合成と塊茎形成信号（SP6A）によって生産量に影響を与える重要な一環である。この研究はジャガイモの抗逆育種に重要な候補ターゲットと診断ツールを提供し、将来の気候変動に適応するジャガイモ品種の育成を加速させるのに役立つ。

3. 高スループット表現型システムにおける単一ブレードの光合成能力追跡測定

植物光合成研究は生産力と生産量にとって極めて重要である。高スループット表現型システム施設の発展に伴い、光合成表現型の測定は信頼性が高く、効率的になる。しかし、植物レベルの表現型解析は自動化されているが、葉レベルの情報は通常、手動寸法に依存しており、研究効率を制限している。本研究は新しい方法を提案し、植物（擬南マスタードを例にする）の上部で画像の時系列を撮影する中で、単一の羽根に対して自動検出、分割、追跡を行う。

研究者は2つの擬南マスタード生態型（コル-0和エリー)がプラントスクリーン XY3次元移動表現型イメージングシステムにおいて異なる光処理（一定光と波動光）を行い、その光合成パラメータ（最大光量子収量）を分析するFv/Fm和光システムII実際の効率ΦPSII）。植物レベル葉緑素蛍光イメージング分析によるとコル-0のFv/FmおよびΦPSIIいずれも顕著に高かったエリー、およびエリーの光合成パラメータによる波動光処理への応答がより明らかになった。葉レベル葉緑素蛍光イメージング分析により、葉年齢と葉序が光合成能力と光処理への応答に顕著に影響することがさらに明らかになった。にエリー中、羽根Fv/Fm約1週間後にピークに達して降下し、幼葉対波動光のΦPSII応答は老葉よりも強い。

この方法は効率的、自動的に単一の葉を追跡することができ、葉の発育、光合成動態及びその遺伝的基礎を研究するために有力な新しいツールを提供した。

4. バジル採掘後の耐冷性に及ぼす異なる照射強度の影響

バジル（8つの基地.L。)は熱帯草本植物として、以下の10–12℃の低温貯蔵時に冷害が発生しやすく、葉片の褐色斑、壊死、光沢の喪失などが現れた。本研究では、採集前の短期ハイライト処理（EOP）バジルの炭水化物と抗酸化物質の含有量を高め、採集後の耐冷性を高めることができるかどうかを見る。研究者は2つのバジル品種（エミリー和ドリー）垂直農業システムにおいて、LED の光源（150 μmol・m⁻²·s⁻¹)を培養した。収穫前5日、それぞれ適用50、150、300、600 μmol・m⁻²·s⁻¹の照度を測定します。採掘後の葉は4°C（冷害条件）と12°C（非冷害条件）下の暗黒貯蔵12日、定期サンプリング分析。

利用FluorCam のクロロフィル蛍光イメージングシステムの測定により、バジル葉の最大光化学効率Fv/Fmに4°C貯蔵下では顕著に低下したが、EOP光強度は顕著な影響を与えなかった。Fv/Fm植物光合成反応センターのストレス条件下での損傷の程度を反映し、現在植物のストレスの程度と抵抗性の高低を測定する指標の一つである。その結果、EOPハイライトはバジルの栄養価（炭水化物、ローズマリー酸、アスコルビン酸）を効果的に高めることができますが、バジルの耐冷性を高めることはできません。

参考文献：

1. van Himbeeck R, Binnebösz E L, Amora D, et al. Chlorophyll Fluorescence Analysis を使用してトマトにおけるポテトNonNonNonNoninvasive, Presymptomatic Detection of Potato Cyst Nematode Infection in Tomato [J].植物病理学、2025、115（1）：77-84。

2. ザゴルシュčak M, Abdelhakim L, Rodriguez-Granados N Y, et al. マルチオミックスデータと深いフェノタイピングの統合は、ジャガモの単一および組み合わせたアビオティックストレスへの反応に関する洞察を提供します[J]。植物生理学, 2025, 197(4): kiaf126。

3. Jurado-Ruiz F, Nguyen T P, Peller J, et al. LeTra: a leaf tracking workflow based on convolutional neural networks and intersection over union[J]。植物方法, 2024, 20(1): 11.

4. Larsen D H, Li H, van de Peppel A C, et al. 生産終了時の高光強度はバジルの栄養価値を改善しますが、収収後の冷却耐受性に影響しません[J]。食品化学、2022年、369：130913。

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