Plantarray是一款基于稱重的高通量、多傳感器生理表型平臺以及植物逆境生物學研究通用平臺。該系統可持續、實時測量位于不同環境條件下、陣列中每個植株的土壤-植物-空氣（SPAC）中的即時水流動。直接測量根系和莖葉系統水平衡和生物量增加，計算植物生理參數以及植物對動態環境的反饋。系統以有效、易用、無損的方式針對植物對不同處理的反應、預測植物生長和生產力進行定量比較，廣泛應用于生物脅迫和非生物脅迫以及植物栽培加速育種研究等，脅迫研究涵蓋干旱脅迫、鹽脅迫、重金屬脅迫、熱、冷脅迫、光脅迫以及灌溉/養分、CO2指示、植物健康等領域的研究。
 

摘要

蔬菜大豆和豇豆是相關的暖季豆類，在類似的根系干旱脅迫下表現出截然不同的葉片水分利用行為，其機制尚不清楚。在這里，我們對生長在反饋灌溉系統中的兩種作物進行了綜合表型轉錄組研究，該系統能夠精確控制土壤含水量。連續蒸騰速率監測表明，豇豆在土壤干旱早期更保守地用水，但在長期干旱下往往保持較高的蒸騰速率。有趣的是，我們觀察到在中度土壤干旱下，大豆的特定蒸騰速率增加，并伴隨著相移。

時間序列轉錄組學分析表明，豇豆在土壤干旱早期存在脫水回避機制，提示VuHAI3和VuTIP2基因參與其中。多因子基因聚類分析揭示了基因對干旱、一天中的時間以及它們在兩種作物之間的相互作用的不同反應性，這涉及生物鐘基因的物種依賴性調節。基因網絡分析確定了兩個共同表達模塊，每個模塊都與豇豆和大豆的蒸騰速率有關，包括物種之間的一對負相關模塊。鑒定了模塊樞紐基因，包括ABA降解基因GmCYP707A4和海藻糖磷酸酶/合酶基因VuTPS9。模塊間網絡分析揭示了中樞基因的推定共同參與者。轉基因分析證實了VuTPS9在滲透脅迫下調節蒸騰速率的作用。這些發現表明，在遭受類似土壤干旱的兩種作物的葉片中，物種特異性轉錄組重編程不僅是不同抗旱水平的結果，也是其原因之一。