北京易科泰生態技術有限公司
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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節，能夠反映植物基因表達和環境適應的結果，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在農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態熒光成像，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的特點、使用及數據處理進行了深入交流，該系統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 準地培育出優質水稻品種，為國家的糧食安全貢獻力量。
植物表型綜合分析系統結果分析
1. 植物葉片多光譜熒光成像分析系統
FluorCam 1300植物葉片多光譜熒光成像分析系統可研究葉綠素熒光、紫外激發多光譜熒光和GFP/YFP檢測，獲得植物生理生態指標參數，可廣泛應用于植物病害、干旱、養分虧缺、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成像圖
表1 水稻幼苗的葉綠素熒光參數
| 參數 | 水稻幼苗 |
| Size [pixels] | 274699 |
| Fo | 1313.53 |
| Fm | 8154.72 |
| Fv | 6841.19 |
| QY_max | 0.84 |
由熒光曲線和參數可知，水稻幼苗的QYmax為0.84，說明其生長狀態良好。
2. 便攜式穩態熒光成像系統
FluorCam 1000便攜式穩態熒光成像系統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檢測外，系統還可以通過穩固輕巧的三腳架及專用電池包，實現野外植物原位檢測。
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成像圖
表2 綠蘿葉片的葉綠素熒光參數
| 參數 | 綠蘿葉片 |
| Size [pixels] | 1080218 |
| Fp | 14215.71 |
| QY_max | 0.74 |
| NPQ | 0.79 |
| Rfd | 1.01 |
由熒光曲線和參數可知，綠蘿葉片的QYmax為0.74，可能是暗適應時間較短造成的。
3. Thermo-RGB高通量高靈敏度紅外熱成像系統
系統主要由Phenoplot輕便型移動掃描平臺與WIRIS Pro紅外熱成像相機組成，系統輕便可折疊，可拿到野外大田內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，對植株光合效率等生理指標進行評價。
本次分析使用室內培養的一盆鴨掌木，采集數據分析結果如下：
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CIVE可實現植物精 準掩膜。
圖6 同步掩膜結果
為了獲取準確的形態學參數，需要進行尺寸校準，之后導出相應的參數，結果如下：
圖7 溫度分布占比圖
表3 紅外熱成像參數值
| 參數 | 數值 |
| Length | 22.812 |
| Width | 22.309 |
| Girth | 170.797 |
| PixelsNumber | 94989 |
| CalibratedArea | 341.96 |
| Circularity | 0.149 |
| Aspectratio | 1.049 |
| Solidity | 0.827 |
| Roundness | 0.69 |
| WI | 0.4662 |
| MaxTem | 22.48 |
| MinTem | 19.23 |
| AvgTem | 20.8526 |
根據以上參數可知，整體研究區域的面積大概是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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