PlantScreen-SC植物表型分析测量系统（台式）

一、用途

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。

二、主要功能特点：

ŸPlantScreen-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。

ŸRGB 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。

Ÿ 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、胁迫与抗性等性状指标，用于植物生态功能、植物胁迫研究与抗性筛选。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*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。

Ÿ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。

ŸPlantScreen表型大数据分析平台。

三、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。

四、技术参数：

1、主机系统；

Ÿ具备智能LED冷白光源。

Ÿ内置温度、湿度及光强传感器，用于同步监测环境因子。

Ÿ360度旋转平台。

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

ŸGUI（图形用户界面）实验设置与控制，实时显示系统运行状态。

Ÿ支持多用户注册，个性化实验计划、管理、存储、显示、分析。

Ÿ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。

Ÿ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：

Ÿ5MP CMOS RGB成像镜头，传感器尺寸1/2” 。

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

Ÿ光学镜头：8mm SV0814H。

Ÿ视野： 55×55 cm。

Ÿ成像高度可调以适应不通高度植物，植物大高度70cm（包括培养盆），冠幅不小于50cm。

Ÿ包括顶部和侧面2个成像镜头和旋转平台（放置植物样品），可各个角度成像测量分析，实现3D成像分析。

Ÿ可测量叶面积、叶周长、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：

Ÿ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*叶绿素荧光技术。

ŸProtocols：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）。

Ÿ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。

Ÿ测量光0-*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-*可调（可达3,000 µmol.m^-2.s^-1) 。

Ÿ数据通讯：USB或蓝牙。

Ÿ具操作键和LC显示屏。

4.形态分析测量参数：

Ÿ叶面积（leaf area）

Ÿ 叶周长（leaf perimeter）

Ÿ偏心度（Ecceicity）

Ÿ圆度（roundness）

Ÿ直径（circle diameter）

Ÿ平均叶宽指数（medium leaf width index）

Ÿ紧密度（solidity/compactness）

Ÿ凸包面积（convex hull area）

Ÿ质心（ceoid）

Ÿ叶或果实长、宽等各种形态结构参数。

Ÿ时间序列分析以分析植物叶片果实生长率。

Ÿ整个生*或实验期叶面积比较分析等。

5.颜色分割分析测量

Ÿ绿度指数等。

Ÿ不同颜色面积比率等。

Ÿ颜色分割以进行植物适合度评估等。

Ÿ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。

Ÿ颜色聚类分析。

6.叶绿素荧光测量参数

Ÿ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。

ŸOJIP–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。

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

Ÿ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）

Ÿ程序控制系统、表型分析系统（Plant DATA Analyzer）、应用服务器、数据库等。

Ÿ图形用户界面实验设置与控制，实时显示系统运行状态。在线可视化（visualization）显示实验过程、结果等。

五、产地

捷克

六、典型案例