高通量植物表型平台是植物表型组学、植物功能基因组学、现代遗传育种研究的强大工具。利用高通量植物表型平台可以快速获取大量植株的各种信息。现代农业育种的一个主要方向就是性状改良,获得更大的果实/种子,更高的含油量(油料作物),更发达的根系等等。通过高通量植物表型平台可以快速获取大量植物表型信息。

该实验室型高通量植物表型平台可以全自动、高通量对大量小植株进行成像的系统,可以选择配置可见光(VIS)成像、近红外(NIR)成像、高光谱(Hyperspectral Imaging)、热红外(IR)成像、荧光成像或激光扫描3D成像(只适合高度15 cm以下的小植株)中的一种或多种。成像系统带程控移动装置,可以在X轴和Y轴上进行移动,并配有射频或条形码读取器。软件可以控制系统每天自动对样品进行成像,获得样品成像的时间动力学变化。只要点击样品的编码,就可以获得样品的图像及分析数据的时间动力学变化,并可进行复杂的统计学分析和图表分析。该系统通过可见光成像可以测量植物的结构、宽度、密度、对称性、叶长、叶宽、叶面积、叶角度、叶颜色、叶病斑、种子颜色、种子颜色面积等参数;通过近红外成像可以分析植物的水分分布状态、水力学研究、胁迫生理学研究等;通过根系近红外成像分析植物根系和土柱中的水分分布情况;通过红外成像可以进行植物干旱胁迫研究、蒸腾研究等;通过荧光成像可以分析植物的生理状态。由于所有植物都通过条形码或射频标记,其整个生活史的的不同阶段所有的表型数据都可定期进行测量。

  该温室型表型系统可以用于快速高通量表型获取。温室型高通量植物表型平台可以全自动、高通量对大量植株(从幼苗到成熟植株即可)进行成像的系统,可以选择配置可见光(VIS)成像、近红外(NIR)成像、红外(IR)成像、荧光成像、根系近红外成像、高光谱成像中的一种或多种,每个成像模块包括顶部和侧面两个摄像头,结合样品旋转装置,就可以对植株进行3D形态学分析。如果做小植株(15 cm以下),也可选配激光扫描3D成像。每一种成像模块都有单独的成像区域(“暗房”),依次进行成像分析。叶面积是衡量植物光合作用、水循环、能量交换、果实生长等植物机理的一个重要因素,也是研究作物栽培、遗传育种等必须要考虑的指标。准确测量叶面积对研究植物生长和了解作物与生长环境之间的相互影响都有非常重要的意义。目前研究集中在采用机器视觉的方式,针对离体平面植物叶片进行采集,需要植物叶片固定位置并且需要配合其他已知长度或面积的标定物参与计算得到叶片面积,还没有完全达到非接触、全自动测量的要求,并且也没有办法对整个植物体的叶片面积和生物量进行测量。