轨道式高通量植物表型平台

轨道式高通量植物表型平台

植物表型是指能够反映植物细胞、组织、器官、植株和群体的结构及功能特征的物理、生理和生化性质,其本质实际是植物基因图谱的时序三维表达及其地域分异特征和代际演进规律(赵春江,2019)。高通量植物表型平台是制约现代农业发展的瓶颈之一。农业农村部《数字农业农村发展规划(2019—2025年)》明确指出“开展动植物表型和基因型精准鉴定评价,深度发掘优异种质、优异基因,构建分子指纹图谱库,为品种选育、产业发展、行业监管提供大数据支持”,“结合数字化智能育种辅助平台,挖掘基因组学、蛋白组学、表型组学等数据,制定针对定向目标性状优化育种方案,加快“经验育种” 向“精确育种”转变,逐步实现定制设计育种”。

轨道式高通量植物表型平台TraitDiscover是为温室和田间的高通量植物表型测量设计的表型平台,可以集成多种表型传感器进行全自动测量。根据系统设计的大小,一套系统每天可测量几百株、数千株甚至上万株植物,或成百上千个小区。不仅可直接扫描种植在田间土壤的植物,同时还可扫描盆栽植物。

平台可以集成的传感器包括叶绿素荧光成像仪光合表型测量仪三维激光扫描仪、激光雷达、高光谱相机等等。

平台完全根据客户的实际需求进行定制化设计,既可以用非常合理的信噪比以准确地获取表型信息,也达到了在有限的时间段里高通量地获取植物的表型信息。

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功能特性

  • 专为温室或田间中尺度高通量植物表型测量设计的表型平台
  • 基于“Sensor-to-Plant”理念设计,植物不需移动,最接近于自然生长状态
  • 全自动测量
  • 可以集成各种先进的传感器
  • 通量高、性价比高
  • 既可以测量盆栽植物,也可以测量小区

测量参数

  • 光合表型测量仪测量参数:光系统II功能光吸收截面积、光合电荷分离产量、光合电子传递动力学、光系统II反应中心能量转换率、PQ库大小、光系统II受体侧类胡萝卜素淬灭、光系统II供体侧P680+淬灭、光响应曲线的初始斜率、饱和点、最大电子传递速率等。
  • 叶绿素荧光成像仪测量参数:Fo成像、Fm成像、Ft成像、Ft=5min成像、Fm’成像、Fv/Fm成像、Fq’成像、ΦPSII成像、ΦRO成像、NPQ100成像、qN成像、qP成像、Rfd100成像等,能够自动计算Fv/Fm平均值、低于Fv/Fm的面积百分比、ΦPSII平均值、低于ΦPSII的面积百分比、NPQ100平均值、高于NPQ100的面积百分比、Rfd100平均值、低于Rfd100的面积百分比等参数。
  • 三维激光扫描仪测量参数:植物高度、3D叶面积、投影叶面积、数字生物量、叶片角度、叶面积指数、光穿透深度、叶片盖度等。

安装实例
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主要技术参数

  • 植物高度:定制化设计,最高2.4m
  • 扫描区域,宽度可达20m,长度可达100m,可以定制化设计
  • 传感器类型:定制
  • 运行速度:0-10 m/min,可软件控制速度,加速减速线性控制
  • 扫描方式:主梁及小车运行均采用齿轮齿条传动,伺服电机配RV减速机输出动力,在扫描区域内,可上位机随意编程,设定扫描模式
  • 定位精度:小于1 mm
  • 供电:220V/50HZ或380V/50HZ
  • 功耗:大车运行电机功率为370W,小车运行电机功率为80W
  • 可搭载传感器:包括可见光相机、多光谱相机、三维激光扫描仪、光合表型测量仪、叶绿素荧光成像仪、激光雷达、高光谱相机等,根据客户需求定制

测量数据

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