玛丽亚国家,

博士学位

助理成员

认证植物杀手

“我连一株植物都养不活。这就是为什么我喜欢研究植物的压力。”

玛利亚·格汉博士笑着解释说,她被植物吸引是因为它们的韧性——以及我们可以从中学到的教训。

“当人们太热的时候,我们可以脱掉外套。如果太冷,我们可以穿上外套。植物做不到这一点。然而你会发现植物生长在一些最极端的环境中。这怎么可能?如果我们了解了一些植物是如何做到这一点的,我们就能帮助其他植物也做到这一点。”

鉴于农业在气候变化和环境可持续性方面的作用,玛利亚的工作对我们的星球和人类的未来至关重要。

真的眼睛打开

“人们有植物盲症,”玛利亚解释说。“我们为小学生一直到大学生做了很多拓展工作。我们问他们最喜欢的植物是什么,很多人会说,“像花这样的装饰性植物”。’令人惊讶的是,很少有人把植物和食物联系起来。”

为了在推广活动中消除植物盲症,玛利亚和她的团队寻找年轻人感兴趣的例子。例如,以火星生命为目标的项目激发了人们对农业的极大兴趣。“展示在国际空间站种植生菜的例子通常会引起人们的兴趣。地球上的环境正变得越来越极端。人们在太空中研究植物,同时也在研究极端环境下的植物。”

科学背后的技术

玛利亚和她的团队利用先进的成像技术来测量植物的健康状况,专注于研究植物对压力条件的反应。这些工具从基本的相机到能产生肉眼看不到的细节的高光谱模型都有。

“你的手机摄像头有三个通道:红色、蓝色和绿色。高光谱相机有1000个通道,每个通道都有独特的反射灵敏度。”

例如,这种反射率测量有助于研究人员了解温度胁迫如何影响叶绿素水平,或诱导生长过程中的微妙变化,所有这些都有助于开发更好地耐受胁迫的作物。风向标生长室设备允许玛利亚的实验室在不同的环境中研究和拍摄数千个植物样本。

植物面部识别

马莉娅对她的另一部分工作特别自豪:开发软件和算法,分析她的团队研究产生的相同图像。

“因为我们正在收集所有这些数据——数以百万计的植物图像——我们必须找到一种分析它们的方法。我们需要的软件并不存在,所以我们和Noah Fahlgren的团队共同开发了软件。”

玛利亚和她的团队正在开发像PlantCV这样的开源软件,这样它就可以推动其他研究人员的努力。这种类型的共享学术技术可以加速作物创新,从而改善发展中国家和世界各地人民的生活和健康。

丹佛斯中心的声誉

作为一个新PI,这太棒了。丹佛斯中心有着令人惊叹的国际声誉。当你谈到招募人才时,这是一个巨大的吸引力。

圣路易斯最喜欢的东西

我们喜欢圣路易斯所有的公园,也喜欢博物馆。它们都是免费的这一事实令人难以置信——它使教育如此容易获得。

丹佛斯中心的声誉

作为一个新PI,这太棒了。丹佛斯中心有着令人惊叹的国际声誉。当你谈到招募人才时,这是一个巨大的吸引力。

圣路易斯最喜欢的东西

我们喜欢圣路易斯所有的公园,也喜欢博物馆。它们都是免费的这一事实令人难以置信——它使教育如此容易获得。

和玛利亚·格汉联系

研究小组
研究总结

Gehan实验室开发了高通量表型分析方法来研究作物在温度胁迫下的恢复机制。

玛丽亚国家博士

首席研究员、助理委员

贾里德·戈登

实验室技术员

塞缪尔·肯尼

实验室技术员

艾拉路德维希

本科实习生

Alexus桑德斯

实验室助理- PT

玛丽亚国家博士

首席研究员、助理委员

贾里德·戈登

实验室技术员

塞缪尔·肯尼

实验室技术员

艾拉路德维希

本科实习生

Alexus桑德斯

实验室助理- PT

改善作物的弹性

玛利亚的研究开发了高通量的植物表型分析方法,以识别对温度胁迫的自然变化,并了解植物如何与环境相互作用。

预计到2050年,世界人口将超过农业生产力。为了应对这一全球挑战,我们需要更有营养的作物,并在日益变化的气候条件下提高产量。生产改良作物的一种方法是确定植物种群营养成分和非生物胁迫反应的自然变异。特别是,Gehan实验室专注于挖掘自然变异,以提高对温度胁迫的抵抗力,这将有助于提高作物产量,并朝着回答植物如何感知温度的基本问题迈进。植物基因型与环境(尤其是压力环境)的相互作用是动态的,可以产生多种表型,因此Gehan实验室也专注于改进测量植物表型的方法。

改进了植物表型的测量方法

为了测量温度胁迫抗性的自然变化,我们需要一种非破坏性的工具,可以快速准确地测量随时间变化的植物表型。因此,Gehan实验室也专注于开发植物表型分型的新工具和计算方法。该实验室特别感兴趣的是开发低成本和开放源码的高通量显型工具,以便更多的研究人员可以使用它们。

我们关注的植物系统

格汉实验室研究高粱和模型草Setaria冬青因为它与重要的粮食和生物能源作物密切相关。Gehan实验室也非常兴奋地开始了藜麦藜的研究工作,它是植物抗逆性的模型系统。藜麦美味、营养丰富,据报道品种对各种非生物胁迫有很高的耐受性。在颜色、结构和发育方面也有相当多的表型多样性,这使它成为一个有趣的植物表型模型。

外展

外展是格汉实验室的一个重要组成部分。我们使用表现型作为一种方式,向所有年龄的学生介绍植物和计算机科学。使这成为可能的一项关键技术是小型、低成本的微型计算机,如树莓派。Gehan实验室经常使用树莓派电脑和相机模块为研究植物成像,我们在学生和老师的表型讲习班中使用相同的设置。

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