高通量植物表型平台

高通量植物表型平台

高通量植物表型平台是植物表型組學、植物功能基因組學、現代遺傳育種研究的強大工具。利用高通量植物表型平台可以快速獲取大量植株的各種信息。現代農業育種的一個主要方向就是性狀改良,獲得更大的果實/種子,更高的含油量(油料作物),更發達的根系等等。通過高通量植物表型平台可以快速獲取大量植物表型信息。

根據系統構造、成像功能、使用環境的不同,可以分為三種類型:實驗室型、溫室型和野外型。

實驗室型高通量植物表型平台可以全自動、高通量對大量小植株進行成像的系統,可以選擇配置可見光(VIS)成像、近紅外(NIR)成像、紅外(IR)成像、螢光成像或雷射掃描3D成像(只適合高度15 cm以下的小植株)中的一種或多種。成像系統帶程控移動裝置,可以在X軸和Y軸上進行移動,並配有射頻或條形碼讀取器。軟體可以控制系統每天自動對樣品進行成像,獲得樣品成像的時間動力學變化。只要點擊樣品的編碼,就可以獲得樣品的圖像及分析數據的時間動力學變化,並可進行複雜的統計學分析和圖表分析。

溫室型高通量植物表型平台可以全自動、高通量對大量植株(從幼苗到成熟植株即可)進行成像的系統,可以選擇配置可見光(VIS)成像、近紅外(NIR)成像、紅外(IR)成像、螢光成像、根系近紅外成像、高光譜成像中的一種或多種,每個成像模組包括頂部和側面兩個攝像頭,結合樣品旋轉裝置,就可以對植株進行3D形態學分析。如果做小植株(15 cm以下),也可選配雷射掃描3D成像。每一種成像模組都有單獨的成像區域(“暗房”),依次進行成像分析。

溫室型高通量植物表型平台 溫室型高通量植物表型平台

該系統通過可見光成像可以測量植物的結構、寬度、密度、對稱性、葉長、葉寬、葉面積、葉角度、葉顏色、葉病斑、種子顏色、種子顏色面積等參數;通過近紅外成像可以分析植物的水分分布狀態、水力學研究、脅迫生理學研究等;通過根系近紅外成像分析植物根系和土柱中的水分分布情況;通過紅外成像可以進行植物乾旱脅迫研究、蒸騰研究等;通過螢光成像可以分析植物的生理狀態。由於所有植物都通過條形碼或射頻標記,其整個生活史的的不同階段所有的表型數據都可定期進行測量。

野外型高通量植物表型平台可以高通量對大田中的農作物進行自動表型成像的系統。它可以在長40 m、寬10 m、高6 m的範圍內對植物進行表型分析。該系統可以配置可見光(VIS)成像、近紅外(NIR)成像、紅外(IR)成像、高光譜成像和雷射3D成像,在田間對植物進行三維形態學分析。

目前 、澳大利亞植物功能基因組中心、杜邦農業、先鋒良種國際有限公司、巴斯夫、拜耳作物、先正達、KeyGene(科因公司)、歐洲植物表型平台PhenoFab、英國Aberystwyth大學、印度農業研究所、中國農業科學院生物技術研究所等種業巨頭和科研院所均擁有高通量的植物表型平台。AgriPheno 是亞洲第一個高通量的植物表型平台。

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