Tech-In-Plar rooting

Kód výsledku v IS VaVaI

<a href="https://www.isvavai.cz/riv?ss=detail&h=RIV%2F60646594%3A_____%2F21%3AN0000003" target="_blank" >RIV/60646594:_____/21:N0000003 - isvavai.cz</a>

Výsledek na webu

—

DOI - Digital Object Identifier

—

Jazyk výsledku

čeština

Název v původním jazyce

Tech-In-Plar rooting

Popis výsledku v původním jazyce

Cílem technologie Tech-In-Plar Rooting je zjednodušit proces mikropropagace pomocí unikátního prostředí komplexu Tech-In-Plar. Mikropropagace je široce používaná, ale nákladná a náročná metoda množení rostlin. Její počáteční kroky probíhají in vitro na speciálním médiu, namnožený výhon je poté třeba přesunout na médium jiného složení, které iniciuje tvorbu kořenů. Ve sterilních podmínkách rostliny rostou při slabém osvětlení a 100% vlhkosti. Když jsou rostlinky vyjmuty z těchto podmínek, musí se aklimatizovat, aby přežily ve svém normálním růstovém prostředí (skleník, pole…), protože nemají funkční průduchy a kutikulu a nejsou navyklé bránit se patogenům. Aklimatizace je postupný proces snižování vlhkosti a zvyšování intenzity světla. Unikátní technologický komplex Tech-In-Plar nabízí vysoce ovladatelné a čisté prostředí, které nabízí zjednodušení procesu spojením zakořeňovacích a adaptačních kroků do jednoho kroku zvaného ex vitro hydroponické zakořeňování. Mikropropagované výhonky jsou vyjmuty ze sterilní nádoby a umístěny přímo do hydroponického systému v komoře. Krok kultivace na médiu pro tvorbu kořenů se vynechá. Zakořenění probíhá již přímo v hydroponickém systému zároveň s adaptací na nižší vzdušnou vlhkost a vyšší intenzitu světla. Proces je vysoce automatizovaný a je monitorován pravidelným měřením na videomonitorovací stanici. Produktem technologie Tech-In-Plar Rooting je zdravá a silná hydroponická kultura rostlin. Technologie byla ověřena ve dvou experimentech. Nejprve byl testován hydroponický systém, kontrola prostředí a automatizovaný pracovní postup pro pěstování bazalky ze stonkových řízků. Pokus skončil úspěšně, řízky bazalky po několika dnech vytvořily kořeny a rychle se vyvinuly v silné a zdravé rostliny. Následně byla provedena sterilní kultivace rostlin a rostlinných pletiv (explantátů) v kultivačním prostoru technologického komplexu Tech-In-Plar. Tabák byl vybrán pro svoji dobrou prozkoumanost jako modelová rostlina. Explantáty úspěšně vyvinuly výhonky, které byly následně přímo přeneseny ex vitro do hydroponické kultury, kde i přes určitý stres, způsobený příliš rychlým snižováním vlhkosti, zakořenily a vyvinuly se ve zdravé, normálně rostoucí rostliny. Fáze zakořenění a aklimatizace, které jsou v běžných protokolech mikropropagace přísně odděleny, se tak spojily do jedné ve spojení s automatickým monitorováním pomocí pokročilých technologií.

Název v anglickém jazyce

Tech-In-Plar rooting

Popis výsledku anglicky

The goal of the Tech-In-Plar rooting technology is to simplify the process of micropropagation by using the unique environment of the Tech-In-Plar complex. Micropropagation is a widely-used, but expensive and challenging method of plant breeding. Its initial steps take place in vitro on a special medium, propagated shoot then needs to be moved to another medium, which induces the initiation of roots. In sterile conditions, plants grow under low light and 100 % humidity. When the plantlets are removed from these conditions, they have to be acclimatized to survive in their normal growth environment (greenhouse, field…), because they do not have functional stomata and cuticle and are not used to combat pathogens. Acclimatization is a gradual process of decreasing the humidity and increasing the light intensity. The unique technological complex Tech-In-Plar offers a highly-controllable and clean environment, which offers to simplify the process by fusing the rooting and adaptation steps into one step called ex vitro hydroponic rooting. Micropropagated shoots are taken out of the sterile vessel and placed directly into the hydroponic system in the environmental chamber. The cultivation on the rooting medium is skipped. In hydroponics, the shoots develop roots and are simultaneously acclimatized to lower air humidity and higher light intensity. The process is highly automatized and regularly monitored by the video-monitoring station. The product of the Tech-In-Plar Rooting technology is a healthy and strong hydroponic culture of plants. The technology was verified in two experiments. At first, hydroponic system, environmental control and automatized workflow were tested for the production of basil from stem cuttings. The experiment ended successfully, basil cuttings formed roots after a few days and the plants grew strongly and rapidly. Subsequently, sterile tobacco cultivation and tissue culture were performed in the cultivation area of the Tech-In-Plar technological complex. Tobacco was chosen as a well-explored model plant. The explants successfully propagated shoots, which were then transferred directly ex vitro to hydroponic culture, where, despite some stress caused by a too-rapid decrease in humidity, rooted and developed into healthy, normally growing plants. The rooting and acclimatization phases, which are strictly separated in common micropropagation protocols, were thus combined into one, in conjunction with automatic monitoring using advanced technologies.

Druh

Z_tech - Ověřená technologie

CEP obor

—

OECD FORD obor

21101 - Food and beverages

Projekt

<a href="/cs/project/EG17_107%2F0012333" target="_blank" >EG17_107/0012333: Technologický Komplex</a><br>

Návaznosti

P - Projekt vyzkumu a vyvoje financovany z verejnych zdroju (s odkazem do CEP)

Rok uplatnění

2021

Kód důvěrnosti údajů

S - Úplné a pravdivé údaje o projektu nepodléhají ochraně podle zvláštních právních předpisů

Interní identifikační kód produktu

TECH-IN-PLAR Rooting

Číselná identifikace

—

Technické parametry

Ověření technologie Tech-In-Plar Rooting proběhlo ve dvou nezávislých experimentech. V rámci prvního, ověřovacího, byly řízky bazalky, zakoupené v maloobchodním řetězci, umístěny do nosné matrice z minerální vaty (též rockwool, Grodan) instalované ve standardní PlantScreen kazetě společnosti PSI a pěstovány v Hoaglandově hydroponickém roztoku (pH = 5,8 - 6,2) v režimu stálé cirkulace tenké vrstvy roztoku. Po 3 – 5 dnech řízky tvořily viditelné kořeny, rostliny se dále vyvíjely normálně. Po 25 dnech již při délce přes 20 cm dosahovaly ke světlům. Kondice a růst rostlin byly průběžně monitorovány pomocí měřící stanice. Bylo zkoušeno několik variant počtu řízků v jednom bločku vaty (1 – 5 ks). Při plné obsazenosti systému by bylo možno v komplexu Tech-In-Plar produkovat až 20 kg čerstvé bazalky každé 3 týdny. Druhý experiment spočíval v mikropropagaci tabáku, kdy kroky tvorby kořenů a adaptace na běžné podmínky byly spojeny do jednoho. Sterilně odebrané explantáty tabáku (hypokotyl) byly umístěny na agarové médium pro regeneraci výhonků (50% Murashige-Skoog médium, 0,25% Gelrite, 3% sacharóza, 2,5 mg/l 6-benzylaminopurin, 0,2 mg/l indol-3-octová kyselina). Po 14 dnech byla explantátová kultura přemístěna na nové médium stejného složení. Vyvinuté prýty tabáku byly po dalších 14 dnech přemístěny ze sterilní nádoby do matrice z minerální vaty a umístěny v hydroponickém systému. Vzdušná vlhkost v celé komoře byla z počátečních hodnot 90 % postupně snižována o 5 % každých 24 hodin až k dosažení hodnoty 60 %. Podobně byla zvyšována intenzita osvětlení z 50 až na 200 µmol·m-2·s-1. Prýty tabáku vytvořené in vitro mikropropagací úspěšně zakořenily, aklimatizovaly se na nesterilní podmínky a vytvořily zdravé rostliny. Použitý systém automatického monitoringu (robotický manipulátor + video-monitorovací stanice FluorCam s RGB kamerou) se pro tuto aplikaci osvědčil. Bylo jím možno sledovat nejen kondici rostlin v hydroponii, ale i explantáty ve sterilní kultivaci a jejich tvorbu zelených pletiv, schopných fotosyntézy.

Ekonomické parametry

Hlavním ekonomických přínosem projektu je vyvinutí nového typu unikátního přístroje s vysokou přidanou hodnotou, co umožnilo firmě PSI (Photon Systems Instruments), s.r.o. uvést na trh inovativní produkční linii precizních a plně automatizovaných komor Growth Capsule Robotics (https://robotics.psi.cz/products/agro-science-production/). Vrámci projektu se firma seznámila s technologií robotický manipulátorů. Úspěšná integrace robotických ramen do pěstěbných komor či PlantScreenových stanic pro skríning rostlin a plodin otevírá nespočet možností aplikací nejen pro špičkovou zemědělskou produkci a rostlinný výzkum. Nesporným ekonomickým přínosem je také samotná existence prototypu komory Tech-In-Plar v areály PSI, který funguje jako marketingová showroom. Díky tomu PSI získalo v minulém roce velkou zakázku od Utrech Univerzity (Holandsko) na výrobu plně automatizované kultivační komory obsahující také plnící linku pro přípravu agarových Petriho misek.

Kategorie aplik. výsledku dle nákladů

—

IČO vlastníka výsledku

60646594

Název vlastníka

PSI (Photon Systems Instruments). spol. s r.o.

Stát vlastníka

CZ - Česká republika

Druh možnosti využití

V - Výsledek je využíván vlastníkem

Požadavek na licenční poplatek

—

Adresa www stránky s výsledkem

—