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PlantScreen-SC植物表型分析測(cè)量系統(tǒng)（臺(tái)式）

 

PlantScreen-SC為高通量PlantScreen植物表型分析平臺(tái)的Mini版本（又稱(chēng)Bench-top版即臺(tái)式）,，RGB成像,、葉綠素?zé)晒獾瘸上駛鞲衅髋渲迷谝粋€(gè)緊湊的箱體內(nèi),，通過(guò)人工（代替自動(dòng)傳送帶）將植物樣品放置于箱體內(nèi)進(jìn)行成像分析,，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,、緊湊,，安裝使用方便（一般實(shí)驗(yàn)室或溫室都可安裝使用）,、高性?xún)r(jià)比（省卻了昂貴復(fù)雜的傳送帶系統(tǒng)或XYZ三維移動(dòng)機(jī)械臂系統(tǒng)）,、功能全面等優(yōu)點(diǎn),。

PlantScreen-SC植物表型成像分析平臺(tái)具備植物RGB可見(jiàn)光彩色3D成像分析技術(shù)、葉綠素?zé)晒饧夹g(shù),。適于實(shí)驗(yàn)室或溫室作物表型成像分析研究,，培養(yǎng)植物手動(dòng)放入系統(tǒng)內(nèi)載樣臺(tái)上（手動(dòng)載樣），載樣臺(tái)可360度旋轉(zhuǎn)以便對(duì)植物不同角度成像分析,?？梢缘贸鲋参?、果實(shí)不同生育期的植株生長(zhǎng)形態(tài)結(jié)構(gòu)參數(shù)、顏色分析,、生長(zhǎng)發(fā)育及生理功能參數(shù),，如葉片形態(tài)測(cè)量、生長(zhǎng)速率,、植物生長(zhǎng)結(jié)構(gòu),、葉綠素?zé)晒狻⒐夂舷到y(tǒng)運(yùn)作機(jī)理,、色素組成,、脅迫與抗性等，實(shí)現(xiàn)快速,、高效率,、無(wú)損傷測(cè)量檢測(cè)分析作物表型和生理生態(tài)，從而篩選出株行優(yōu)良和抗逆性強(qiáng)的株系材料,，加速作物育種進(jìn)程,，是遺傳組學(xué)、表型組學(xué),、遺傳育種等研究的重要設(shè)備,。

 

 

主要功能特點(diǎn)如下

 

 

1)RGB 3D成像分析：包括頂部和側(cè)面高分辨率彩色成像，并配置有360°旋轉(zhuǎn)平臺(tái),，可對(duì)植物進(jìn)行三維立體形態(tài)結(jié)構(gòu)和顏色分析測(cè)量,，可用于植株、果實(shí),、種子等形態(tài)結(jié)構(gòu)和顏色分析及生長(zhǎng)發(fā)育分析,，包括大小（寬度,、長(zhǎng)度,、面積等等）、緊密度,、對(duì)稱(chēng)性（偏心度,、圓度、質(zhì)心等參數(shù)）,、顏色分析（綠度指數(shù),、葉病斑、果實(shí)成熟過(guò)程,、真菌感染過(guò)程分析,、不同顏色面積比率等）。通過(guò)葉綠素?zé)晒獗O(jiān)測(cè)模塊,，還可以進(jìn)一步測(cè)量分析植物的光合效率,、適合度、生物與非生物脅迫程度及敏感性,，以及植物的抗逆性（如抗病,、抗干旱等）等。

 

 

 

 

  葉綠素?zé)晒獗O(jiān)測(cè)單元,，通過(guò)無(wú)人值守自動(dòng)監(jiān)測(cè)即時(shí)葉綠素?zé)晒釬t,、光量子產(chǎn)量QY、Kautsky誘導(dǎo)效應(yīng),、熒光淬滅,、光響應(yīng)曲線，及OJIP快速熒光動(dòng)力學(xué)曲線等測(cè)量程序協(xié)議,，監(jiān)測(cè)植物光合效率,、適合度、光能利用效率,、脅迫與抗性等生理性狀指標(biāo),，用于植物生理生態(tài)功能、植物脅迫生理研究與抗性篩選,。集成了PAM（脈沖調(diào)制技術(shù)）熒光測(cè)量技術(shù)及OJIP快速熒光動(dòng)力學(xué)測(cè)量技術(shù)等先進(jìn)葉綠素?zé)晒饧夹g(shù),。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多個(gè)葉綠素?zé)晒鈪?shù),。

 

 

2)環(huán)境因子監(jiān)測(cè),，同步監(jiān)測(cè)溫濕度與光合有效輻射等環(huán)境因子

3)PlantScreen表型大數(shù)據(jù)分析平臺(tái)

 

技術(shù)參數(shù)

 

1 主機(jī)系統(tǒng)

1.1 智能LED冷白光源

1.2 內(nèi)置溫度、濕度及光強(qiáng)傳感器,，用于同步監(jiān)測(cè)環(huán)境因子

1.3 360度旋轉(zhuǎn)平臺(tái)

1.4 PlantScreen表型服務(wù)器,、PlantScreen 程序控制系統(tǒng)（Scheduler）

1.5 GUI（圖形用戶(hù)界面）實(shí)驗(yàn)設(shè)置與控制,，實(shí)時(shí)顯示系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)

1.6 支持多用戶(hù)注冊(cè)，個(gè)性化實(shí)驗(yàn)計(jì)劃,、管理,、存儲(chǔ)、顯示,、分析

1.7 網(wǎng)絡(luò)化（Network）：所有網(wǎng)絡(luò)組件符合1GBit標(biāo)準(zhǔn),，主路由器提供系統(tǒng)內(nèi)網(wǎng)DHCP和路由服務(wù)，還可與廠商服務(wù)器鏈接用于系統(tǒng)診斷,、軟件更新等

1.8 主機(jī)系統(tǒng)（Main computer）：Ryzen 5 3600 處理器,，8GB RAM，256GB SSD 固態(tài)硬盤(pán),，6TB RAID5 存儲(chǔ),，Windows 7 Pro 操作系統(tǒng)，配套顯示器,。

 

2 RGB 3D成像分析

2.1 5MP CMOS RGB成像鏡頭,，傳感器尺寸1/2”

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

2.3 光學(xué)鏡頭：8mm SV0814H

2.4 成像高度可調(diào)以適應(yīng)不通高度植物

2.5 包括頂部和側(cè)面2個(gè)成像鏡頭和旋轉(zhuǎn)平臺(tái)（防治植物樣品）,，可各個(gè)角度成像測(cè)量分析

2.6 可測(cè)量葉面積、周長(zhǎng),、寬度等形態(tài)測(cè)量和生長(zhǎng)分析,，可進(jìn)行顏色分割分析等

 

 

3 葉綠素?zé)晒獗O(jiān)測(cè)

3.1 集成了PAM(脈沖調(diào)制技術(shù))熒光測(cè)量技術(shù)及OJIP快速熒光動(dòng)力學(xué)測(cè)量技術(shù)等先進(jìn)葉綠素?zé)晒饧夹g(shù)

3.2 Protocols：可自動(dòng)運(yùn)行即時(shí)葉綠素?zé)晒釬t、光量子產(chǎn)量QY,、Kautsky誘導(dǎo)效應(yīng),、2套熒光淬滅、3 套光響應(yīng)曲線,，及 OJIP-test 等近10 種測(cè)量程序協(xié)議(protocols)

3.3 測(cè)量參數(shù)達(dá)50余個(gè),，其中OJIP-test在1秒時(shí)間內(nèi)測(cè)量記錄近多個(gè)葉綠素?zé)晒鈹?shù)據(jù)并通過(guò)軟件計(jì)算出包括 PI(Performance Index)等 26 個(gè)葉綠素?zé)晒鈪?shù)

3.3 測(cè)量光0-100%可調(diào)，脈沖調(diào)制0.01 - 0.09 μmol.m-2.s-1 ,；光化光10 - 1000 μmol.m-2.s-1可調(diào),、飽和光脈沖10-100%可調(diào)（可達(dá)3,000 μmol.m-2.s-1)

3.4 數(shù)據(jù)通訊：USB或藍(lán)牙

3.5 具操作鍵和LC顯示屏

 

4 形態(tài)分析測(cè)量參數(shù)

4.1 葉面積（leaf area）

4.2 葉周長(zhǎng)（leaf perimeter）

4.3 偏心度（Eccentricity）

4.4 圓度（roundness）

4.5 直徑（circle diameter）

4.6 平均葉寬指數(shù)（medium leaf width index）

4.7 緊密度（solidity/compactness）

4.8 凸包面積（convex hull area）

4.9 質(zhì)心（centroid）

4.10葉或果實(shí)長(zhǎng)、寬等各種形態(tài)結(jié)構(gòu)參數(shù)

4.11 *時(shí)間序列分析以分析植物葉片果實(shí)生長(zhǎng)率

4.12 整個(gè)生長(zhǎng)期或?qū)嶒?yàn)期葉面積比較分析等

 

5 顏色分割分析測(cè)量

5.1綠度指數(shù)等

5.2不同顏色面積比率等

5.3 顏色分割以進(jìn)行植物適合度評(píng)估等

5.4葉片或果實(shí)顏色發(fā)育變化分析等,，如果實(shí)形態(tài)發(fā)育與顏色發(fā)育過(guò)程變化等

5.5顏色聚類(lèi)分析

 

6 葉綠素?zé)晒鉁y(cè)量參數(shù)

6.1 測(cè)量參數(shù)包括F0,、Ft、Fm,、Fm’,、QY、QY_Ln,、QY_Dn,、NPQ,、Qp、Rfd,、PAR,、Area、Mo,、Sm,、PI,、ABS/RC等50多個(gè)葉綠素?zé)晒鈪?shù),，及3種給光程序的光響應(yīng)曲線、2種熒光淬滅曲線,、OJIP曲線等

6.2.OJIP–test時(shí)間分辨率為10μs（每秒10萬(wàn)次）,，給出OJIP曲線和26個(gè)參數(shù)，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 內(nèi)置自動(dòng)運(yùn)行protocols：Ft,、QY,、OJIP、NPQ1,、NPQ2,、LC1、LC2,、LC3等

6.4系統(tǒng)具備自動(dòng)模式,、手動(dòng)模式和服務(wù)器模式三種操作模式，自動(dòng)模式自動(dòng)運(yùn)行設(shè)定的程序,，數(shù)據(jù)自動(dòng)處理并存入數(shù)據(jù)庫(kù),；手動(dòng)模式由人工啟動(dòng)程序；服務(wù)器模式用于系統(tǒng)校準(zhǔn),、快照,、傳感器檢測(cè)、錯(cuò)誤報(bào)告等

 

7 表型分析大數(shù)據(jù)平臺(tái)（服務(wù)器等）

7.1 表型分析系統(tǒng)（Plant DATA Analyzer）,、應(yīng)用服務(wù)器,、數(shù)據(jù)庫(kù)等

7.2 在線可視化（visualization）顯示實(shí)驗(yàn)過(guò)程、結(jié)果等

 

組成

• 主機(jī)箱,；表型分析大數(shù)據(jù)平臺(tái),，包括系統(tǒng)控制通訊軟件包、數(shù)據(jù)分析,、服務(wù)器等,，用于系統(tǒng)控制、數(shù)據(jù)采集分析等,；
• 三維RGB成像單元：包括頂部和側(cè)面兩個(gè)RGB鏡頭,、旋轉(zhuǎn)植物樣品擱架；
• 葉綠素?zé)晒鉁y(cè)量單元

 

產(chǎn)地：捷克