PlantScreen-SC植物表型分析测量系统（台式）

 

PlantScreen-SC为高通量PlantScreen植物表型分析平台的Mini版本（又称Bench-top版即台式），RGB成像、叶绿素荧光等成像传感器配置在一个紧凑的箱体内，通过人工（代替自动传送带）将植物样品放置于箱体内进行成像分析，具有结构简单、紧凑，安装使用方便（一般实验室或温室都可安装使用）、高性价比（省却了昂贵复杂的传送带系统或XYZ三维移动机械臂系统）、功能全面等优点。

PlantScreen-SC植物表型成像分析平台具备植物RGB可见光彩色3D成像分析技术、叶绿素荧光技术。适于实验室或温室作物表型成像分析研究，培养植物手动放入系统内载样台上（手动载样），载样台可360度旋转以便对植物不同角度成像分析。可以得出植物、果实不同生育期的植株生长形态结构参数、颜色分析、生长发育及生理功能参数，如叶片形态测量、生长速率、植物生长结构、叶绿素荧光、光合系统运作机理、色素组成、胁迫与抗性等，实现快速、高效率、无损伤测量检测分析作物表型和生理生态，从而筛选出株行优良和抗逆性强的株系材料，加速作物育种进程，是遗传组学、表型组学、遗传育种等研究的重要设备。

 

 

主要功能特点如下

 

 

1)RGB 3D成像分析：包括顶部和侧面高分辨率彩色成像，并配置有360°旋转平台，可对植物进行三维立体形态结构和颜色分析测量，可用于植株、果实、种子等形态结构和颜色分析及生长发育分析，包括大小（宽度、长度、面积等等）、紧密度、对称性（偏心度、圆度、质心等参数）、颜色分析（绿度指数、叶病斑、果实成熟过程、真菌感染过程分析、不同颜色面积比率等）。通过叶绿素荧光监测模块，还可以进一步测量分析植物的光合效率、适合度、生物与非生物胁迫程度及敏感性，以及植物的抗逆性（如抗病、抗干旱等）等。

 

 

 

 

  叶绿素荧光监测单元，通过无人值守自动监测即时叶绿素荧光Ft、光量子产量QY、Kautsky诱导效应、荧光淬灭、光响应曲线，及OJIP快速荧光动力学曲线等测量程序协议，监测植物光合效率、适合度、光能利用效率、胁迫与抗性等生理性状指标，用于植物生理生态功能、植物胁迫生理研究与抗性筛选。集成了PAM（脉冲调制技术）荧光测量技术及OJIP快速荧光动力学测量技术等先进叶绿素荧光技术。可以得到包括 F0 、Ft、Fm、Fm’、QY、QY_Ln、QY_Dn、NPQ、Qp、Rfd、PAR、Area、Mo、Sm、PI、ABS/RC 等50多个叶绿素荧光参数。

 

 

2)环境因子监测，同步监测温湿度与光合有效辐射等环境因子

3)PlantScreen表型大数据分析平台

 

技术参数

 

1 主机系统

1.1 智能LED冷白光源

1.2 内置温度、湿度及光强传感器，用于同步监测环境因子

1.3 360度旋转平台

1.4 PlantScreen表型服务器、PlantScreen 程序控制系统（Scheduler）

1.5 GUI（图形用户界面）实验设置与控制，实时显示系统运行状态

1.6 支持多用户注册，个性化实验计划、管理、存储、显示、分析

1.7 网络化（Network）：所有网络组件符合1GBit标准，主路由器提供系统内网DHCP和路由服务，还可与厂商服务器链接用于系统诊断、软件更新等

1.8 主机系统（Main computer）：Ryzen 5 3600 处理器，8GB RAM，256GB SSD 固态硬盘，6TB RAID5 存储，Windows 7 Pro 操作系统，配套显示器。

 

2 RGB 3D成像分析

2.1 5MP CMOS RGB成像镜头，传感器尺寸1/2”

2.2 分辨率2560x1920像素，像素大小2.2μm；帧频：14fps@5MP

2.3 光学镜头：8mm SV0814H

2.4 成像高度可调以适应不通高度植物

2.5 包括顶部和侧面2个成像镜头和旋转平台（防治植物样品），可各个角度成像测量分析

2.6 可测量叶面积、周长、宽度等形态测量和生长分析，可进行颜色分割分析等

 

 

3 叶绿素荧光监测

3.1 集成了PAM(脉冲调制技术)荧光测量技术及OJIP快速荧光动力学测量技术等先进叶绿素荧光技术

3.2 Protocols：可自动运行即时叶绿素荧光Ft、光量子产量QY、Kautsky诱导效应、2套荧光淬灭、3 套光响应曲线，及 OJIP-test 等近10 种测量程序协议(protocols)

3.3 测量参数达50余个，其中OJIP-test在1秒时间内测量记录近多个叶绿素荧光数据并通过软件计算出包括 PI(Performance Index)等 26 个叶绿素荧光参数

3.3 测量光0-100%可调，脉冲调制0.01 - 0.09 µmol.m-2.s-1 ；光化光10 - 1000 µmol.m-2.s-1可调、饱和光脉冲10-100%可调（可达3,000 µmol.m-2.s-1)

3.4 数据通讯：USB或蓝牙

3.5 具操作键和LC显示屏

 

4 形态分析测量参数

4.1 叶面积（leaf area）

4.2 叶周长（leaf perimeter）

4.3 偏心度（Eccentricity）

4.4 圆度（roundness）

4.5 直径（circle diameter）

4.6 平均叶宽指数（medium leaf width index）

4.7 紧密度（solidity/compactness）

4.8 凸包面积（convex hull area）

4.9 质心（centroid）

4.10叶或果实长、宽等各种形态结构参数

4.11 *时间序列分析以分析植物叶片果实生长率

4.12 整个生长期或实验期叶面积比较分析等

 

5 颜色分割分析测量

5.1绿度指数等

5.2不同颜色面积比率等

5.3 颜色分割以进行植物适合度评估等

5.4叶片或果实颜色发育变化分析等，如果实形态发育与颜色发育过程变化等

5.5颜色聚类分析

 

6 叶绿素荧光测量参数

6.1 测量参数包括F0、Ft、Fm、Fm’、QY、QY_Ln、QY_Dn、NPQ、Qp、Rfd、PAR、Area、Mo、Sm、PI、ABS/RC等50多个叶绿素荧光参数，及3种给光程序的光响应曲线、2种荧光淬灭曲线、OJIP曲线等

6.2.OJIP–test时间分辨率为10µs（每秒10万次），给出OJIP曲线和26个参数，包括F0、Fj、Fi、Fm、Fv、Vj、Vi、Fm/F0、Fv/F0、Fv/Fm、Mo、Area、Fix Area、Sm、Ss、N、Phi_Po、Psi_o、Phi_Eo、Phi–Do、Phi_Pav、PI_Abs、ABS/RC、TRo/RC、ETo/RC、DIo/RC等

6.3 内置自动运行protocols：Ft、QY、OJIP、NPQ1、NPQ2、LC1、LC2、LC3等

6.4系统具备自动模式、手动模式和服务器模式三种操作模式，自动模式自动运行设定的程序，数据自动处理并存入数据库；手动模式由人工启动程序；服务器模式用于系统校准、快照、传感器检测、错误报告等

 

7 表型分析大数据平台（服务器等）

7.1 表型分析系统（Plant DATA Analyzer）、应用服务器、数据库等

7.2 在线可视化（visualization）显示实验过程、结果等

 

组成

• 主机箱；表型分析大数据平台，包括系统控制通讯软件包、数据分析、服务器等，用于系统控制、数据采集分析等；
• 三维RGB成像单元：包括顶部和侧面两个RGB镜头、旋转植物样品搁架；
• 叶绿素荧光测量单元

 

产地：捷克