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植物表型分析是植物基因功能研究和育種過程中的關鍵環(huán)節(jié)，能夠反映植物基因表達和環(huán)境適應的結果,，有助于提高育種效率和準確性,。近日，易科泰植物表型綜合分析系統(tǒng)在農(nóng)科院生物技術研究所順利落戶。
本次易科泰交付的植物表型綜合分析系統(tǒng)包括植物葉片多光譜熒光成像、Thermo-RGB高通量高靈敏度紅外熱成像及便攜式穩(wěn)態(tài)熒光成像，可以全面采集分析植物光合生理,、脅迫生理等作物表型信息。易科泰工程師與用戶就系統(tǒng)的特點,、使用及數(shù)據(jù)處理進行了深入交流,，該系統(tǒng)將為研究團隊在水稻育種領域提供強有力的技術支撐，助力他們高效,、精準地培育出優(yōu)質(zhì)水稻品種,，為國家的糧食安全貢獻力量。
植物表型綜合分析系統(tǒng)結果分析
FluorCam 1300植物葉片多光譜熒光成像分析系統(tǒng)可研究葉綠素熒光,、紫外激發(fā)多光譜熒光和GFP/YFP檢測,，獲得植物生理生態(tài)指標參數(shù)，可廣泛應用于植物病害,、干旱,、養(yǎng)分虧缺、重金屬,、除草劑等脅迫造成的次生代謝與表型組學研究,。本次測試運行了Fv/Fm程序，結果如下：
圖1 左圖：實驗樣品水稻幼苗側視圖及俯視圖,；右圖：水稻幼苗的葉綠素熒光曲線
圖2 水稻幼苗的葉綠素熒光參數(shù)成像圖
由熒光曲線和參數(shù)可知,，水稻幼苗的QYmax為0.84，說明其生長狀態(tài)良好,。
FluorCam 1000便攜式穩(wěn)態(tài)熒光成像系統(tǒng)可研究植物葉綠素熒光強度和GFP檢測，除了實驗室的植物生理生態(tài)檢測外,，系統(tǒng)還可以通過穩(wěn)固輕巧的三腳架及專用電池包,，實現(xiàn)野外植物原位檢測。
圖3 左圖：實驗所用綠蘿葉片,；右圖：綠蘿葉片的葉綠素熒光曲線
圖4 綠蘿葉片的葉綠素熒光參數(shù)成像圖
由熒光曲線和參數(shù)可知,，綠蘿葉片的QYmax為0.74，可能是暗適應時間較短造成的,。
系統(tǒng)主要由Phenoplot輕便型移動掃描平臺與WIRIS Pro紅外熱成像相機組成,，系統(tǒng)輕便可折疊，可拿到野外大田內(nèi)對樣方樣地作物進行溫度成像分析,，對植株氣孔導度,、蒸騰速率及溫度指標進行快速精準測定，研究分析植物整體溫度分布動態(tài)，對植株光合效率等生理指標進行評價,。
本次分析使用室內(nèi)培養(yǎng)的一盆鴨掌木,，采集數(shù)據(jù)分析結果如下：
圖5 左圖：鴨掌木RGB圖；右圖：紅外熱成像圖
由于室內(nèi)鴨掌木的溫度與地面背景十分接近,，因此通過紅外成像圖很難將植物提取出來,。Thermo-RGB具備融合分析的功能，利用RGB圖結合植物顏色指數(shù)CIVE可實現(xiàn)植物精準掩膜,。
圖6 同步掩膜結果
為了獲取準確的形態(tài)學參數(shù),，需要進行尺寸校準，之后導出相應的參數(shù),，結果如下：
圖7 溫度分布占比圖
根據(jù)以上參數(shù)可知,，整體研究區(qū)域的面積大概是342cm2，鴨掌木的緊實度約為0.83,，說明整體較為緊湊,，覆蓋度較高；圓潤度約為0.69,，說明整體較為接近圓形,。鴨掌木盆栽的最高溫度約為22.48℃，平均溫度20.8℃,，其中20.75℃的像素占比最高,，約為16%。
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