种子种质资源植物遗传资源精准鉴定研究平台

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种子种质资源、植物遗传资源精准鉴定研究平台

该平台包括：种质资源、种子表型、种子活力检测成像平台；根系表型成像平台；植物遗传资源选育、作物种质资源表型鉴定平台。

一、种质资源、种子表型、种子活力检测成像平台

多光谱成像系统

种子表型成像特点

快速、无损检测

包括处理在内每样品处理仅需10-20秒

与其它破坏性技术组合

高灵活性测量

主要专注：可重复洗、可追溯性、耐用性、可传递性

直接测量的种子表型性状参数：

间接测量或计算的种子表型性状参数：

种子纯度、发芽百分比、发芽率、种子活力、种子健康度、种子成熟度、种子寿命等

种子加工损伤无损鉴定

种子萌发

按单粒面积排列

按叶绿素含量排列

2、种子结构计算机断层扫描系统CT

计算机断层扫描技术还可用于种质资源采集、种子表型、种子质量控制以及种子检测标准确立，该系统能检测细微的内部结构（种皮、外壳、胚芽、空腔）。

对每一粒种子检测，都需要复杂的处理流程。检测的目的是为了保证其不变高品质。尽管有各种实验方法可以选择，但是在种子检测方面，X射线仍是比较可靠的方法，通过影响处理系统，CT设备可监测到每一粒种子。自2003年起，FrauhoferEZRT开始了种子CT断层扫描系统的研究，近年来，对植物材料的研究已经从种子扩展到植物根、茎、果实等领域，走在CT植物表型研究的前列。利用该系统，种子无需单独分开，软件可将每粒种子从混合种子中分离，从而简化了样品制备，能在一次实验中实现大量种子检测。此外，也可实现自动机械臂取料，托盘内科放置多个小盒。操作界面简单，校准或系统射线管温度控制均为独立。该设备可实现对种子内部结构的稳定、清晰成像，几何分辨率约为2-18umum。

种子内部结构研究（分辨率可达2um）

二、植物遗传资源选育、作物种质资源表型鉴定

WIWAM植物表型成像系统由比利时SMO公司与Ghent大学VIB研究所研制生产，整合了LED植物智能培养、自动化控制系统、叶绿素荧光成像测量分析、植物热成像分析、植物近红外成像分析、植物高光谱分析、植物多光谱分析、植物CT断层扫描分析、自动条码识别管理、RGB真彩3D成像等多项先进技术，以较优化的方式实现大量植物样品——从拟南芥、玉米到各种其它植物的生理生态与形态结构成像分析，用于高通量植物表型成像分析测量、植物胁迫响应成像分析测量、植物生长分析测量、生态毒理学研究、性状识别及植物生理生态分析研究等。

SMO是欧洲机械设备制造与设计工程公司，是一家将大规模自动化理念和工业级零件和设备整合入植物成像系统的厂家，在机械自动化以及机器视觉成像领域拥有丰富的设计和实践经验，为欧洲先进客户提供机械设计解决方案，SMO公司将机械领域的先进理念带入了植物表型机器人领域，所采用的配件均为工业界广泛认可的高品质配件，耐受苛刻环境，另外表型设备领域的诸多自动化配件，均由SMO公司自主设计，因公司拥有较为强大的工程师团队，基于工业领域的丰富经验，可针对不同客户需求，快速提供较复杂表型成像系统的解决方案。

植物表型成像系统WIWAMXY产品介绍

WIWAMXY是一款高通量可重复性表型机器人，用于对小型植物、幼苗，如小玉米植物研究。该机器人可定期对多种植物参数进行自动化灌溉和并测量多种植物生长参数。WIWAMXY代替了很多手工处理、省时省钱、精度较高。

利用Videometer多光谱表型成像系统可实现对植物种质资源分类和表型特征采集，针对大植物资源或种质资源，可利用WIWAMLine和WIWAMConveyor植物表型成像系统。

WIWAMConveyor植物表型成像系统

WIWAMLine植物表型成像系统

应用领域

植物遗传资源鉴别、加速育种

植物表型组学

种质资源鉴定与评价

高通量植物病害研究

三、根系植物表型成像和种质资源研究系统

根系是植物的重要组成部分，植物吸收土壤中的水分与养分全依赖根系，所以根系的研究对于植物各学科来说都至关重要，根系是陆地生态系统“隐藏的一半”，而且是动态生长的，对其进行准确取样、观察和测定存在一定困难。所以，根系研究方法的选择，相对于对地上部分而言对研究结果具有较大的影响。丹麦Videometer公司开发的根系多光谱原位监测系统是目前先进的一款根系多光谱测量系统，已经在丹麦歌本哈根大学使用并取得了有效的效果。

随着科技的发展，越来越多的现代高精尖技术应用到根系研究中来，多光谱成像技术就是其中一种，它集光谱和图像为一体，含有海量的光谱信息和空间信息，这些信息体现了植物各种器官、组织的诸多表型特性，该技术图谱合一的特性使其在根系表型方面具有较大潜力。

丹麦Videometer公司开发的根系多光谱原位监测系统，是做根系研究的专业装备，可用于浅根系植物。植物根系原位监测仪的出现，改变了这种情况，使得植物研究人员在对根系进行研究的过程中，可以使用原位的方式，无损伤的进行监测。

传统的RGB可见光成像技术是利用颜色识别根系，前提是根系和土壤之间要有比较明显的色差，但实际根系生长在土壤中，颜色差异并不明显，这样根系识别可能会造成比较大的误差，RGB可见光成像技术使用就会受限。歌本哈根将多光谱成像技术和传统的RGB成像技术进行了对比，显示多光谱成像技术基于光谱特征在根系识别上的明显优势。

四、室外植物表型和种质资源大型成像系统

全自动植物表型成像机器人系统Phenomobile

该Phenomobile植物表型成像车为法国Hiphen公司自主研制，专有软件分析系统，是当今世界上自动化程度较高的高通量田间表型成像系统，适合野外4.5m以下植物表型研究与种质资源鉴定。

系统设计可在2.5m宽通道运行，远程聚焦可达12m，可向各个方向移动，测量头高度可在1.0-4.5m之间进行调整。Phenomobile可沿微型田块按照预设轨迹运行，因彩页了RTKGPS定位，精度可达厘米级。