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近日，經(jīng)過中國水稻研究所的研究人員、PSI公司和北京易科泰公司的工程師連續(xù)兩個(gè)月的緊張作業(yè)，由北京易科泰生態(tài)技術(shù)有限公司提供的PlantScreen高通量植物表型系統(tǒng)成功在中國水稻研究所落地。

本套系統(tǒng)是今年國內(nèi)第二部落地運(yùn)行的PlantScreen高通量植物表型系統(tǒng)，也是年內(nèi)計(jì)劃安裝落地的4套PlantScreen之一。目前PlantScreen在全球累積銷售/裝機(jī)量已經(jīng)接近百臺(tái)。主要用戶群體除荷蘭瓦格寧根大學(xué)、德國萊布尼茨植物遺傳和作物研究所、芬蘭赫爾辛基大學(xué)、澳大利亞國立大學(xué)、中國農(nóng)科院生物所等農(nóng)業(yè)學(xué)府和頂級研究機(jī)構(gòu)外，也不乏杜邦先鋒、孟山都、巴斯夫等農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的企業(yè)。

PlantScreen高通量植物表型系統(tǒng)是由國際公司PSI公司研制生產(chǎn)，用于玉米、水稻、小麥、大豆及椰樹等作物高通量表型成像分析測量的大型自動(dòng)化植物表型系統(tǒng)。其由自動(dòng)化植物傳送系統(tǒng)、智能光溫培養(yǎng)室、可見光成像分析系統(tǒng)、調(diào)制葉綠素?zé)晒獬上裣到y(tǒng)、高光譜成像系統(tǒng)、自動(dòng)澆灌稱重系統(tǒng)、植物近紅外高光譜掃描成像系統(tǒng)等組成。

自動(dòng)化植物傳送系統(tǒng)通過紅外檢測定位系統(tǒng)確保植物精準(zhǔn)定位和準(zhǔn)確傳送，可完成300盆（數(shù)量可定制）植物樣品的全自動(dòng)化控制，特別適合高通量、高重復(fù)、大樣本的作物對比、篩選、選育工作。

智能光溫培養(yǎng)室的光源集成了LED冷白光與近紅外光，光強(qiáng)0-100%可調(diào)?？赏瑫r(shí)容納多盆植物樣品，便于統(tǒng)一進(jìn)行成像測量前的“光校準(zhǔn)"（保障同樣光照光質(zhì)條件下測量）、光培養(yǎng)、光適應(yīng)、暗適應(yīng)等。

自動(dòng)澆灌稱重系統(tǒng)通過程序控制與記錄澆水量、澆灌時(shí)間并納入整個(gè)表型分析系統(tǒng)、流速3L/min，澆灌口高度可自動(dòng)上下前后調(diào)整?？砂丛O(shè)定稱量每個(gè)盆栽的實(shí)際重量、澆水量、最終重量及相對重量，統(tǒng)一進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和分析。

可見光成像分析系統(tǒng)包括頂部和側(cè)面多方位高清RGB鏡頭、旋轉(zhuǎn)樣品臺(tái)、LED光源等，用于3D植物形態(tài)結(jié)構(gòu)成像測量和顏色分析?？梢蕴峁┤~片長、寬、周長、葉面積、顏色、病斑，植株高度、緊實(shí)度、生長速率等基礎(chǔ)表型參數(shù)，也擁有顏色分割、植物適合度評價(jià)、葉面積動(dòng)態(tài)分析、綠度指數(shù)、顏色分級等進(jìn)階植物表型分析能力。

調(diào)制葉綠素?zé)晒獬上裣到y(tǒng)可進(jìn)行PAM脈沖調(diào)制葉綠素?zé)晒獬上窦?/span>GFP熒光成像?？商峁┤娴娜~綠素?zé)晒夥治瞿芰?，包?/span>Fv/Fm、Kautsky誘導(dǎo)效應(yīng)、持續(xù)光化學(xué)光葉綠素?zé)晒獯銣绶治觥?/span>GFP靜態(tài)熒光成像分析等，同時(shí)輸出葉綠素?zé)晒鈩?dòng)態(tài)曲線及高質(zhì)量圖片和視頻。

高光譜成像系統(tǒng)的光譜范圍涵蓋了400 – 1700 nm。其搭配了專用的光源和傳感器，可在線自動(dòng)分析各種植物光譜反射指數(shù)，如NDVI、簡單比值指數(shù) SR、葉綠素吸收反射指數(shù) MCARI和1MCARI1、化土壤調(diào)整植被指數(shù) OSAVI、綠度指數(shù) G、轉(zhuǎn)換類胡羅卜素指數(shù)TCARI、三角植被指數(shù) TVI、ZMI 指數(shù)、簡單比值色素指數(shù) SRPI、歸一化脫鎂作用指數(shù) NPQI、光化學(xué)植被反射指數(shù) PRI、歸一化葉綠素 指數(shù) NPCI、Carter 指數(shù)、Lichtenthaler 指數(shù)、SIPI 指數(shù)、Gitelson-Merzlyak 指數(shù)、花青素反射指數(shù)等等。

所有功能單元通過中央服務(wù)器與控制系統(tǒng)統(tǒng)一操作，可實(shí)現(xiàn)創(chuàng)建實(shí)驗(yàn)程序、管理控制整套系統(tǒng)運(yùn)行、多用戶共享實(shí)驗(yàn)平臺(tái)、分級密碼管理（實(shí)驗(yàn)員、管理員、服務(wù)器使用者）等功能，并且允許用戶通過互聯(lián)網(wǎng)遠(yuǎn)程訪問，進(jìn)行數(shù)據(jù)處理、下載及更改實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。其MySQL數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，可以處理擁有上千萬條記錄的大型數(shù)據(jù)庫，支持多種存儲(chǔ)引擎，相關(guān)數(shù)據(jù)自動(dòng)分類存儲(chǔ)于數(shù)據(jù)庫的不同數(shù)據(jù)表中，實(shí)現(xiàn)所有測量數(shù)據(jù)的透明性和可追溯性。

PlantScreen高通量植物表型系統(tǒng)的成功落地，將協(xié)助中國水稻研究所的科研人員加快在水稻高通量表型成像分析測量、脅迫響應(yīng)成像分析測量、生長分析測量、生態(tài)毒理學(xué)、性狀識(shí)別、抗性篩選、作物遺傳育種及植物生理生態(tài)分析等方向的研究。為更快速、更高效的組織水稻科研攻關(guān)、維護(hù)國家糧食安全提供技術(shù)支持，共同踐實(shí)“精耕細(xì)作、春華秋實(shí)"的中國水稻研究所所訓(xùn)。

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