Hightech plantenlab NPEC opent de deuren in Utrecht

Met hypermoderne robots, laserscanners, klimaatkamers en andere installaties in huis opent het Netherlands Plant Eco-phenotyping Centre (NPEC) vandaag de deuren in Utrecht. In dit lab kunnen onderzoekers volledig automatisch de groei en ontwikkeling van duizenden planten volgen. Tegelijkertijd kunnen ze er extreem nauwkeurig in kaart brengen wat de invloed is van ziekteverwekkers, gunstige micro-organismen en andere factoren, zoals stijgende temperaturen of langdurige droogte.

NPEC-opening Universiteit Utrecht
De opening van NPEC werd bijgewoond door ruim 150 plantenbiologen en andere genodigden.
Met een symbolische druk op de knop is vandaag de NPEC-faciliteit in Utrecht geopend. Zo’n 150 plantenonderzoekers en andere genodigden woonden de opening bij.

NPEC is een gezamenlijk initiatief van de Universiteit Utrecht en Wageningen University & Research, en heeft twee locaties. De Utrechse locatie biedt vanaf vandaag onderzoekers de mogelijkheid om duizenden planten tot in extreem detail te bestuderen. De afgelopen maanden hebben onderzoekers van Universiteit Utrecht het NPEC-lab stukje bij beetje in werking gesteld.

Onderzoek in dit lab kan bijvoorbeeld bouwstenen leveren voor de ontwikkeling van sterkere gewassen. Deze gewassen zijn beter bestand tegen klimaatveranderingen, en kunnen toe met minder bestrijdingsmiddelen dankzij een samenspel met gunstige microben.

Met deze apparatuur en ondersteuning kunnen plantenbiologen enorme stappen zetten die elders niet mogelijk zijn

Roeland Berendsen
Dr. Roeland Berendsen
Plant-Microbe Interactions
“De NPEC-faciliteit geeft ons ongekende nieuwe mogelijkheden om fundamenteel te begrijpen hoe de plant reageert op zijn omgeving”, zegt bioloog Roeland Berendsen, die als coördinator de ontwikkeling van NPEC in Utrecht begeleidde. “Met deze apparatuur en ondersteuning kunnen plantenbiologen met hun onderzoek enorme stappen zetten die elders niet mogelijk zijn. Ik ben er dan ook bijzonder trots op dat we dit konden realiseren, en verheug me bijzonder op de ontwikkelingen die door het onderzoek hier in gang worden gezet.”

Planten op de lopende band
Helios module NPEC
Planten op de lopende band bij de NPEC-module Helios.
De nieuwe NPEC-faciliteit in Utrecht bestaat uit drie grote installaties, ook wel modules genoemd. De module Helios focust op de wisselwerking tussen planten en microben. De module bestaat onder meer uit systemen met robotarmen en transportbanden, hightech camerasystemen en een 3D-laser-scanner. Hiermee kunnen wetenschappers volledig automatisch de groei en ontwikkeling volgen van meer dan duizend planten. Daarbij volgen ze hoe micro-organismen de planten koloniseren en beïnvloeden. De camera’s en scanner brengen veel details in beeld die tot nu toe onzichtbaar waren.

Bovendien kunnen onderzoekers door de automatisering veel grotere experimenten uitvoeren. Zodra de plantjes eenmaal in Helios staan, gaat alles vanzelf en hoeven er in principe wekenlang geen mensenhanden meer aan te pas te komen. Daarmee verbetert ook de consistentie en kwaliteit van de experimenten.

De module Ecotron omvat 36 cilinders waarin biologen mini-ecosystemen kunnen creëren.
Ecotron: miniatuur-ecosystemen op maat
Met de module Ecotron kunnen onderzoekers miniatuur-versies maken van natuurlijke ecosystemen en landbouwsystemen, en ze vervolgens bestuderen. Het Ecotron bestaat uit 36 reusachtige cilinders, waarbinnen de omstandigheden volledig kunnen worden beheerst en gevolgd. Met de cilinders kunnen biologen de complexiteit van de echte wereld nabootsen, en processen bestuderen die zowel boven- als ondergronds aan het werk zijn.

In ieder van de 36 cilinders kunnen onderzoekers een eigen mini-ecosysteem creëren, helemaal gericht op de onderzoeksvragen die ze proberen te beantwoorden. Ze beslissen welke plantensoorten ze combineren, welke grondsoort ze gebruiken en zelfs welke micro-organismen en dieren als aaltjes en wormen in het ecosysteem worden meegenomen. Tegelijkertijd bepalen de onderzoekers zelf temperatuur en de vochtigheid, beslissen ze over de hoeveelheid daglicht die de planten krijgen en kiezen ze wanneer en hoeveel het ‘regent’ binnen de eenheid.

Extreem stabiele kweekkamers
Multi-Environment Climate Chambers NPEC
In hightech kweekkamers zijn licht en temperatuur tot in extreem detail te regelen.
Hoe gaan planten om met klimaatverandering, of wanneer ze in een kas te maken krijgen met andere omstandigheden? Kleine schommelingen in temperatuur, vocht of licht kunnen al een enorme impact hebben. Om te onderzoeken hoe temperatuur of licht precies planten beïnvloeden, willen wetenschappers hun proefplanten kweken in kamers waar beide factoren tot in het extreme geregeld zijn.

Het klinkt eenvoudig om in een ruimte precies de juiste temperatuur of het juiste licht te krijgen én te houden. Maar schijn bedriegt. Het vereist bijzonder hoogwaardige apparatuur, die speciaal voor NPEC is ontwikkeld. Met deze apparatuur binnen handbereik, kunnen onderzoekers nu in 15 extreem gereguleerde kamers bestuderen hoe planten reageren op omgevingsfactoren.

Financiering
NPEC wordt mede gesteund door onderzoeksfinancier NWO, met een bedrag van 11 miljoen euro uit de Nationale Roadmap Grootschalige Wetenschappelijk Infrastructuur. Deze toekenning vond plaats in 2018. De totale investering voor NPEC bedraagt zo’n 22 miljoen euro.