CONTACT

Oplossingen voor

Onderzoek en wetenschap

Verbetering van plantenonderzoek in laboratorium- en veldomgevingen

Contact opnemen
Download onze brochure

Realtime monitoring van plantsignalen

Plantenelektrofysiologie is al meer dan een eeuw een vakgebied, maar de vooruitgang in het decoderen van plantsignalen is beperkt gebleven. Vivent Biosignals boekt nu, samen met andere vooruitstrevende bedrijven en onderzoekers, aanzienlijke vooruitgang in het begrijpen en decoderen van deze signalen en het koppelen ervan aan specifieke plantreacties. Onze geavanceerde biosensoren zijn ontworpen om plantsignalen nauwkeurig te registreren en zijn geschikt voor zowel zachtstammige als houtachtige soorten, ongeacht hun grootte. Of u nu in een gecontroleerde laboratoriumomgeving of in het veld werkt, Vivent Biosignals biedt flexibele opties voor uw onderzoek. Onze biosensoren zijn beschikbaar voor lease of aankoop en worden geleverd met toegang tot een gebruiksvriendelijk en interactief analysedashboard. Dit dashboard stelt u in staat plantsignalen te visualiseren, geavanceerde statistische en machine learning-analyses uit te voeren en uw experimenten op afstand te monitoren via LiveView.

Plantenelektrofysiologie biedt een real-time, volledig plantperspectief — een brug slaan tussen moleculaire biologie, ecologie en toegepaste landbouwkunde.
Het helpt bij het beantwoorden van vragen van "Hoe reageren planten op prikkels?" naar "Hoe kunnen we in tijden van klimaatverandering voedsel verbouwen met minder input?

Belangrijkste academische interesses in plantenelektrofysiologie

1. Fundamentele plantenbiologie
  • Begrijpen hoe planten prikkels (licht, aanraking, droogte, ziekteverwekkers) waarnemen en verwerken.
  • Onderzoek naar de manier waarop elektrische signalen (actiepotentialen, variatiepotentialen, systemische potentialen) zich door weefsels voortplanten.
  • Het koppelen van elektrofysiologische signalen aan hormoonpaden in planten (ABA, auxine, ethyleen).
2. Stressfysiologie
  • Vroegtijdige detectie van reacties op biotische stress (pathogenen, insecten).
  • Monitoring van abiotische stress (droogte, zoutgehalte, extreme temperaturen, zware metalen).
  • Stressreacties koppelen aan elektrofysiologische markers die gemeten kunnen worden vóórdat er visuele symptomen optreden.
3. Gewasverbetering en veredeling
  • Sneller zoeken naar veerkrachtigere rassen door real-time gewasstress te volgen.
  • Het identificeren van genotypische verschillen met behulp van plantensignalen.
  • Het gebruik van elektrofysiologie als fenotyperingsinstrument in fokprogramma's.
4. Fotosynthese en energieverbruik
  • Het verbinden van elektrofysiologische signalen met stomatale dynamiek en CO₂-opname.
  • Onderzoek hoe planten hun energiebalans regelen onder verschillende licht-, water- of voedingsomstandigheden.
  • Onderzoek naar hoe planten de toewijzing van hulpbronnen optimaliseren.
5. Interacties tussen planten, microben, insecten en planten en hun omgeving
  • Realtimemeting van de afweer van planten tijdens microbiële infectie.
  • Elektrische reacties op plagen (bladluizen, trips, stinkwantsen, nematoden, wortelwormen, kevers).
  • Symbiotische signalering (mycorrhizae, rhizobia).
6. Agro-ecologie en duurzame landbouw
  • Ontwikkeling van biogebaseerde, sensorgestuurde hulpmiddelen voor precisielandbouw en grootschalige milieubewaking.
  • Stimuleer het gebruik van milieuvriendelijke gewasbehandelingen door stressoren en plantbehoeften eerder te detecteren.
  • Het leveren van plantgestuurde systemen voor de besturing van irrigatie, bemesting of verlichting.

Vang biosignalen op van uw gewas:
 Aardbeien Appels Grapes Sinaasappels tomaten Aardappel Vines komkommers orchideeën Tulpen

Hoe werkt het?

Constante communicatie tussen de wortels en de scheuten

Planten communiceren intern met behulp van elektrische, mechanische en chemische signalen en reageren op stimuli met karakteristieke elektrische golfpatronen. Door 16-32 planten per hectare gedurende de gehele teeltcyclus te monitoren, levert onze technologie realtime gegevens over de plantgezondheid en de reacties op gewasbehandelingen en bedreigingen, zodat u effectief kunt reageren op hun behoeften. Door gebruik te maken van innovatieve elektronica en AI detecteren Vivent Biosensoren abiotische stressfactoren zoals droogte en nutriëntentekorten, evenals biotische stressfactoren zoals nematoden en bladluizen. De gewasgezondheidsgegevens van Vivent Biosignals integreren met beslissingsondersteunende tools, waardoor de effectiviteit van gewasbehandelingen direct kan worden beoordeeld, wat leidt tot hogere opbrengsten en verbeterde gewasbescherming.
Download brochure
Ontdek meer

Plantactiviteit

De sensoren van Vivent Biosignals meten plantsignalen met hoge resolutie en bieden zo uniek inzicht in de plantactiviteit over verschillende tijdschalen – van seconden tot seizoensveranderingen. Deze signalen laten zien hoe planten reageren op stress, licht, irrigatie, klimaat en temperatuurschommelingen. We hebben tools ontwikkeld om patronen in deze signalen te identificeren en te evalueren, wat directe feedback over de plantactiviteit oplevert.

Kijk eens naar de grafieken

Voor telers en onderzoekers zijn twee belangrijke activiteitsstatistieken bijzonder waardevol:

Dagelijkse amplitudeDeze metriek weerspiegelt de variaties in metingen over een periode van 24 uur, een sterke indicator van de fotosynthetische prestaties en groei van een plant. Het stelt kwekers in staat om te evalueren hoe efficiënt planten de beschikbare hulpbronnen en het licht benutten.

Snelle activiteit: Deze meetmethode kwantificeert veranderingen in het bereik van seconden tot minuten en blijkt een sterke indicator te zijn van acute en langdurige stress. Ongunstige temperaturen, licht- of waterstress veroorzaken allemaal een toename van de snelle activiteit, waardoor deze metriek een waardevol instrument is om acute stress te herkennen.

U kunt zelf de verschillende groepen vergelijken door op de verschillende lijnen te klikken.

Bewezen onderzoek

Gepubliceerd Plantonderzoek

Bij Vivent Biosignals zijn we er trots op samen te werken met wereldwijde partners zoals u om uitdagingen te overwinnen en het volledige potentieel van uw onderzoekspraktijken te benutten. Bekijk hieronder ons nieuwste gepubliceerde onderzoek.

Onderzoekspublicatiebundel 2019

Ontdek een uitgebreide bundel van 5 onderzoeksartikelen over plantenelektrofysiologie, die diepgaande inzichten bieden in de nieuwste beoordelingen en ontdekkingen

Onderzoek downloaden >

Onderzoekspublicatiebundel 2024

Ontdek een uitgebreide bundel van 5 onderzoeksartikelen over plantenelektrofysiologie, met diepgaande inzichten in de nieuwste beoordelingen en ontdekkingen.

Onderzoek downloaden >

De rol van jodium bij de reactie van Capsicum op verstoring van de irrigatie en hoge temperaturen

Wij veronderstelden dat jodiumtekort de systemische signalering veroorzaakt door abiotische stress verstoort vanwege de rol die jodium speelt in Ca2+-gemedieerde signalering1.

Over de poster >

Door nematoden veroorzaakte plantenstress en nematicide-effectiviteit

Realtime monitoring van door nematoden veroorzaakte plantenstress en de werkzaamheid van nematiciden met behulp van de revolutionaire realtime gewasmonitoringoplossingen van Vivent Biosignal.

Over het artikel>

Veel gestelde vragen (FAQ)

1. Voor welke soorten planten werkt dit? Kun je het ook gebruiken op houtachtige planten?
  • De technologie werkt op alle soorten planten, inclusief planten zonder bloedvaten. Er zijn enkele zeer generaliseerbare reacties, bijvoorbeeld op veranderingen in lichtintensiteit die al zijn vastgelegd in de meetgegevens die Vivent berekent. Veel van onze algoritmen zijn echter gericht op tweezaadlobbigen en zouden voor andere soorten planten verfijnd moeten worden. Je kunt het systeem zeker gebruiken om houtachtige planten te meten en Vivent beschikt over langetermijnregistraties van diverse soorten, van sequoia's tot klimplanten en appelbomen, waarvan sommige registraties drie jaar duren.
2. Wat meet u precies als u spreekt over extracellulaire plantenelektrofysiologie?
  • We meten in feite het elektrische potentiaalverschil in millivolt (mV) tussen twee verschillende punten, normaal gesproken beide op de plantenstengel. Het elektrische potentiaalverschil ontstaat wanneer geladen deeltjes, voornamelijk ionen, door het celmembraan bewegen. Veranderingen in de concentratie van geladen deeltjes veroorzaken een cascade-effect op aangrenzende cellen.
3. Is de technologie in staat onderscheid te maken tussen verschillende elektrische signalen, bijvoorbeeld Ca2+, reactieve zuurstofsoorten (ROS) of andere?
  • Momenteel ontwikkelen we voornamelijk meetmethoden die gekoppeld zijn aan systemische plantresponsen, waarbij geen onderscheid hoeft te worden gemaakt tussen verschillende elektrische signalen. We kunnen ons voorstellen dat we meetmethoden ontwikkelen die wél onderscheid maken tussen verschillende signalen, maar die zijn nog niet direct beschikbaar. Als u geïnteresseerd bent in het onderscheiden van verschillende soorten elektrische signalen, bespreken we graag ideeën.
4. Hoeveel planten of experimentele replicaten heb je nodig om een ​​machine learning-model te bouwen?
  • We bouwen doorgaans modellen met groepen van minimaal 8 planten en idealiter 16 of meer planten. Deze worden geregistreerd totdat u zeker weet dat de plant een fysiologische respons heeft gehad. We hebben doorgaans ten minste twee groepen planten: een controlegroep en een gestimuleerde groep. We voeren vaak twee replicaties van het experiment uit om te controleren op andere stimuli, zoals veranderingen in de groeiomstandigheden, en valideren het model vervolgens met een derde experimentele replicatie.
5. Hoe weet je hoe je je gegevens moet labelen? Zijn labels specifiek voor planten of plantengroepen?
  • We gebruiken verschillende methoden om onze data te labelen en gebruiken bijna altijd labels die specifiek zijn voor individuele planten en bepaalde tijdsperioden. Waar mogelijk gebruiken we gekwantificeerde aanvullende metingen, zoals bladweefselanalyse voor een nutriëntenmodel, om de data te labelen. Wanneer we aan een nieuw model werken, voegen we graag waarneembare plantreacties toe aan de labels, zodat we weten dat de plantreactie heeft plaatsgevonden. Bij droogte kunnen we bodemvocht, bladwaterpotentieel, biomassaschalen, transpiratiesnelheden of waarneembare reacties zoals bladverwelking gebruiken om de data te labelen. We werken graag met u samen om aanvullende databronnen te definiëren voor het labelen van data.
6. Zijn de modellen die u genereert generaliseerbaar tussen plantensoorten of zijn ze soortspecifiek?
  • Er is een complex antwoord op deze ogenschijnlijk simpele vraag... In veel gevallen zijn meetmethoden en modellen generaliseerbaar over een breed scala aan plantensoorten. Zo zijn reacties op licht, temperatuur en vochtigheid, of watergift voor planten die in aarde groeien, allemaal zeer generaliseerbare reacties. Sommige modellen, zoals modellen voor nutriëntentekorten, moeten worden verfijnd voor specifieke plantensoorten, wat logisch is omdat verschillende planten verschillende hoeveelheden en mengsels van voedingsstoffen nodig hebben. Deze modellen werken doorgaans goed voor alle planten in een specifieke plantenfamilie, en zouden bijvoorbeeld ook goed werken voor alle planten in de nachtschadefamilie (bijv. tomaten, aardappelen, paprika's, aubergines, enz.). Tot slot hebben we een aantal modellen ontwikkeld om onderscheid te maken tussen reacties van nauw verwante genotypen. Het antwoord op de vraag "zijn de modellen generaliseerbaar" is dus: het hangt ervan af. We hebben veel tips voor het bouwen van generaliseerbare modellen, mocht dat het doel van het werk zijn. Er valt nog enorm veel te leren over de universaliteit van plantreacties en plantsignalen en we werken graag met u samen om dit fascinerende gebied te verkennen.
7. Kunt u mij helpen met het bouwen van mijn eigen modellen?
  • Het team van Vivent kan u helpen bij het bouwen van uw eigen modellen en kan u wijzen op benaderingen die waarschijnlijk goed werken in specifieke omstandigheden. We werken ook graag samen met data science-teams die nieuwe modelleringsbenaderingen willen toepassen op geselecteerde datasets.
8. Hoe weet u welke factoren de reacties van planten veroorzaken en hoe elimineert u ongewenste factoren die de reacties van planten beïnvloeden uit uw modellen?
  • Het is duidelijk dat planten op veel stimuli tegelijk reageren. Dit maakt het interpreteren van elektrofysiologische signalen zowel zeer interessant als zeer uitdagend. Veel van de sterkste reacties bij planten komen van basisinput zoals licht, water of voedingsstoffen en van belangrijke stressoren zoals verwondingen. We hebben veel van deze reacties kunnen karakteriseren, die uit het signaal kunnen worden verwijderd als ze inderdaad ongewenste factoren zijn. We gebruiken een zorgvuldig experimenteel ontwerp om ongewenste factoren en gekoppelde plantreacties uit onze modellen te elimineren. We raden doorgaans ook meer dan één, en in sommige gevallen meerdere, experimentele replicaties aan om ongewenste factoren te elimineren. De teams van Vivent bespreken graag best practices voor experimenteel ontwerp met u.
9. Hoe bepaal je waar je de elektroden plaatst? Kun je specifieke plantenorganen zoals bloemen of wortels opnemen, of moet je altijd vanaf de plantenstengel opnemen?
  • Om te bepalen waar we de elektroden moeten plaatsen, denken we na over welke plantreacties het meest interessant zijn. Voor de algemene gezondheid van gewassen of voor het beoordelen van de algehele plantreacties op stressoren of gewasbehandelingen, is het registreren van systemische signalen van de plantenstengels zeer zinvol. Als u geïnteresseerd bent in een plantreactie die verband houdt met een specifieke ontwikkelingsgebeurtenis, zoals de bestuiving van een bloem, vruchtzetting of kieming, dan kunt u verschillende elektrodeplaatsingen overwegen. We hebben metingen verricht van bloemen, wortels, bladeren, stengels en vruchten. Het is mogelijk om verschillende plantorganen te registreren om gegevens te verzamelen die het meest relevant zijn voor de specifieke onderzoeksvraag.
10. Welk soort basislijn of negatieve controles gebruikt u voor elektrofysiologische experimenten?
  • Ten eerste gebruikt Vivent een reeks controles om te garanderen dat we elektrofysiologische signalen van goede kwaliteit registreren. Elk apparaat wordt grondig getest en gekalibreerd vóór verzending en kan indien nodig tussen experimenten opnieuw worden gekalibreerd. We controleren de signaalkwaliteit na plaatsing op elke plant en kunnen gebruikers trainen om de kwaliteit zelf te beoordelen. We gebruiken ook modellen die ons waarschuwen voor slechte plaatsing van de elektroden. Bij het nadenken over het experimentele ontwerp raden we een reeks basis- en negatieve controles aan om resultaten van hoge kwaliteit te garanderen. Ten eerste raden we aan een groep planten te monitoren waarbij elke groep groot genoeg is om de variatie tussen planten te beperken. Ten tweede raden we vaak een experimenteel ontwerp van ten minste 2 bij 2 aan, waarbij apparaten worden aangesloten op planten in meer dan één experimentele groep. Tot slot raden we aan om meerdere experimentele replicaties uit te voeren om verschillen in groeiomstandigheden te elimineren als deze niet kunstmatig kunnen worden gecontroleerd.

Wilt u meer weten over de mogelijkheden?

Neem contact met ons op!

Vul onderstaand formulier in of boek direct een vergadering met een van onze teamleden!

Laten we contact leggen en samen de toekomst van de landbouw ontdekken!

Plants are talking, we let you listen in.

Linkedin Instagram Facebook