PlantScreen 植物表型成像分析系统(野外样带版).pdf

PlantScreen 植物表型成像分析系统 （野外样带版） ——高通量植物表型组学研究平台 植物表型组学（phenomics）是一门在基因组水平上系统研究植物在各种不同环境条件 下所有表型形状特征的学科。2009 年 4 月，第一届国际植物表型组大会在澳大利亚堪培拉 成功举办，植物表型组学研究技术也进入一个新的阶段。PlantScreen 植物表型成像分析 系统由位于著名孟德尔遗传定律的发源地捷克布尔诺（Brno）、研发世界上第一台FluorCam 叶绿素荧光成像技术的 PSI 公司与欧洲著名科学家合作研制生产的新型植物表型组学研究 平台，可以全自动、高通量、高容量测量分析拟南芥、水稻等植物的三维表型形状及生理 状态及其与环境光照、温度、水、营养盐等的关系。 PlantScreen 植物表型成像分析系统整合了 LED 植物智能培养、自动化控制系统、叶 绿素荧光成像测量分析、植物热成像分析、植物近红外成像分析、植物高光谱分析、自动 条码识别管理、RGB 真彩 3D 成像、自动称重与浇灌系统等多项先进技术，以最优化的方 式实现大量植物样品——从拟南芥、水稻、玉米到各种其它植物的全方位生理生态与形态 结构成像分析，用于高通量植物表型成像分析测量、植物胁迫响应成像分析测量、植物生 长分析测量、生态毒理学研究、性状识别及植物生理生态分析研究等。作为全球第一家研 制生产植物叶绿素荧光成像系统的厂家，PSI 公司在植物表型成像分析领域处于全球的技 术前列，大面积叶绿素荧光成像分析功能使 PlantScreen 成为植物表型分析与功能成像分 析的最为先进的仪器设备，使植物生长、胁迫响应等测量参数达几百个。 PlantScreen 系统 （野外样带版）包括如下植物表现形状成像分析功能： 1. 叶绿素荧光成像分析：可对植物叶绿素荧光动态进行成像分析，以全方位监测植 物生理状态，胁迫生理如干旱胁迫、肥料胁迫、病虫害胁迫、环境污染毒性胁迫 等等，还可对 GFP （绿色荧光蛋白）进行成像分析，单幅成像面积40x40cm，成像 测量参数包括 Fo, Fm, Fv, Fo’, Fm’, Fv’, Ft, Fv/Fm, Fv’/Fm’, Phi_PSII, NPQ, qN, qP, Rfd 等几十个叶绿素荧光参数 2. RGB 成像分析：可对植物的形状进行三维成像分析，并可自动对植物花朵数量、水 稻分蘖等进行统计分析，主要测量参数包括： 1) 叶面积（Leaf Area: Useful for monitoring growth rate ） 2) 植物紧实度／紧密度（Solidity/Compactness. Ratio between the area covered by the plant’s convex hull and the a rea covered by the actual plant ） 3) 叶片周长（Leaf Perimeter: Particularly useful for the basic leaf shape and width evaluation (combined with leaf area) ） 4) 偏心率（Eccentricity: Plant shape estimation, scalar number, eccentricity of the ellipse with same second moments as the plant (0...circle, 1...line segment) ） 5) 叶圆度（Roundness: Based on evaluating the ratio between leaf area and perimeter. Gives information about leaf roundness ） 6) 叶宽指数（Medium Leaf Width Index : Leaf area proportional to the plant skeleton (i.e. reduction of the leaf to line segment)） 7) 叶片细长度SOL (Slenderness of Leaves) 8) 植物圆直径（Circ