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WIWAM XY植物表型分析平臺(tái)產(chǎn)品介紹

WIWAM XY是一款高通量可重復(fù)性表型機(jī)器人，用于對(duì)小型植物，如小玉米植物研究。該機(jī)器人可定期對(duì)多種植物參數(shù)進(jìn)行自動(dòng)化灌溉和并測(cè)量多種植物生長(zhǎng)參數(shù)。WIWAM XY代替了很多手工處理、省時(shí)省錢、精度較高。

WIWAM XY由花盆定位桌面，不同個(gè)體線路，底層端口機(jī)器人以及1或多個(gè)成像或稱重/澆水站組成。全套系統(tǒng)可以安裝在現(xiàn)有生長(zhǎng)室，內(nèi)置高品質(zhì)工業(yè)部件。

植物在各自花盆內(nèi)生長(zhǎng)，預(yù)設(shè)時(shí)間間隔，機(jī)器臂提取植物，將其帶到成像和稱重澆水工作站。機(jī)器人將桌面上的線路移到旁邊，生成機(jī)械臂到定位花盆所需空間，并將其提升脫離桌面。RFID讀取裝置以及花盆底部的RFID標(biāo)簽，可作為額外花盆識(shí)別法，識(shí)別和校正桌面上因手工花盆安置造成的錯(cuò)誤。通常旁邊取景照相機(jī)從不同角度獲得圖像。成像站可安裝一系列照相機(jī)系統(tǒng)。組合稱重/澆水站集成在機(jī)器臂上。花盆中植物在澆水時(shí)旋轉(zhuǎn)以獲得較佳水分布。灌溉精度較高可達(dá)+/- 0.1mL。另外，灌溉可基于自動(dòng)目標(biāo)重量計(jì)算或固定量。在整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，可有效控制土壤濕度水準(zhǔn)。集成光、溫度和濕度傳感器可監(jiān)控溫度，詳細(xì)記錄實(shí)驗(yàn)生長(zhǎng)條件。

選配模塊

可見(jiàn)光RGB成像模塊

可見(jiàn)光RGB成像是所有高通量植物表型平臺(tái)的核心部分，它分辨率高、測(cè)量快速、科研中應(yīng)用較多、發(fā)表文章較多，可以捕獲與植物生長(zhǎng)和發(fā)育相關(guān)的大量參數(shù)。此外，它們可以提供植物形態(tài)和結(jié)構(gòu)的測(cè)量，并且包含顏色信息。參數(shù)如下：

葉面積、植物緊實(shí)度／緊密度、葉片周長(zhǎng)、偏心率、葉圓度、葉寬指數(shù)、植物圓直徑、凸包面積、植物質(zhì)心、節(jié)間距、生長(zhǎng)高度、植物三維較大高度和寬度、相對(duì)生長(zhǎng)速率、葉傾角、節(jié)葉片數(shù)量。

葉綠素?zé)晒獬上衲K

葉綠素?zé)晒獬上駥儆诙ㄖ苹O(shè)計(jì)，成像面積范圍是從30x30cm到200x200cm，是目前適合大型植物植株成像的熒光成像系統(tǒng)。它可以頂部成像，也可以側(cè)面成像，甚至頂部和側(cè)面都成像；集成到高通量植物表型平臺(tái)中，進(jìn)行高通量的光合表型測(cè)量。該模塊技術(shù)參數(shù)如下：Fo, FI, Fm, Ft, Fm’, FI’, Fo’, Fv/Fm, φPSII, φRO, NPQ, qN, qP, Rfd, NDVI,  RNIR, RChl, RAnth, RRed, RGreen, RBlue, Chl. Index, Ant. Index等。

葉綠素?zé)晒獬上窦夹g(shù)參數(shù)

群體植物光合長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)模塊

實(shí)時(shí)對(duì)植物進(jìn)行多傳感監(jiān)控：PSII較大和有效效率，光強(qiáng)，輻射，ETR以及植物面積。群體植物光合長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)傳感器是一款自動(dòng)多傳感器，可測(cè)量PSII與較大效率(Fv/Fm)、有效效率相關(guān)的參數(shù)。通過(guò)鏡像系統(tǒng)，通過(guò)內(nèi)置計(jì)算機(jī)控制，激光束打到植物上。每5秒鐘，激光束不斷變化在植物上的位置，每次循環(huán)可生成數(shù)百個(gè)測(cè)量點(diǎn)。系統(tǒng)編程測(cè)量每個(gè)激光點(diǎn)的PSII效率，光強(qiáng)以及輻射。計(jì)算參數(shù)有PAR光，F(xiàn)q’/Fm’以及ETR(電子傳 遞速率)。ETR與CO2吸收相關(guān)。植物面積可從含有葉綠素的測(cè)量位置數(shù)計(jì)算出來(lái)。傳感器上面有2個(gè)內(nèi)置Licor傳感器，PAR傳感器以及輻射傳感器。傳感器可集成在*LetsGrow系統(tǒng)中以及wiwam系統(tǒng)中。在系統(tǒng)中，可監(jiān)測(cè)來(lái)自該傳感器的所有數(shù)據(jù)并與其它環(huán)境數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比。

激光點(diǎn)測(cè)量參數(shù)：

較小(Fo或 Fs)以及較大(Fm或Fm)葉綠素?zé)晒庑盘?hào)、CropObserver頂部光強(qiáng)、CropObserver頂部輻射、計(jì)算機(jī)24/7實(shí)時(shí)信息、實(shí)時(shí)Fv/Fm 和Fq /Fm平均值與分布、實(shí)時(shí)PAR平均值 µmol/s/ m2、實(shí)時(shí)輻射平均值 /s/ m2、實(shí)時(shí)ETR平均值與分布、植物面積

近紅外成像模塊

近紅外成像主要用于觀測(cè)分析植物的水分狀態(tài)及其在不同組織間的分布變異，處于良好澆灌狀態(tài)的植物表現(xiàn)出對(duì)近紅外光譜的高吸收性，而處于干旱狀態(tài)的植物則表現(xiàn)出對(duì)近紅外光譜的高反射性，通過(guò)分析軟件可以監(jiān)測(cè)分析從干旱脅迫到再澆灌過(guò)程中的整個(gè)過(guò)程動(dòng)態(tài)及植物對(duì)干旱脅迫的響應(yīng)和水分利用效率，并形成假彩圖像，可以與植物的形態(tài)指數(shù)及葉綠素?zé)晒庵笖?shù)進(jìn)行相關(guān)分析研究。

近紅外成像模塊技術(shù)參數(shù)

紅外熱成像模塊

紅外熱成像主要用于成像分析植物在光輻射情況下的二維發(fā)熱分布，良好的散熱可以使植物耐受較長(zhǎng)時(shí)間的高光輻 射或低水條件（干旱）。

紅外熱成像模塊技術(shù)參數(shù)

高光譜成像模塊

高光譜成像在估測(cè)植物各種生化組分的吸收光譜信息及植物生長(zhǎng)情況的檢測(cè)上表現(xiàn)出了強(qiáng)大的優(yōu)勢(shì)，主要用于植物 的營(yíng)養(yǎng)狀況、水分含量、長(zhǎng)勢(shì)情況、病蟲害情況監(jiān)測(cè)等。

激光3D掃描多光譜成像模塊

激光3D掃描成像能夠耐受全日照輻射而不影響測(cè)量，在高精度測(cè)量三維點(diǎn)云信息的同時(shí)，測(cè)量400-900 nm范圍內(nèi)4 個(gè)波段的多光譜成像，使得我們可以得到植物在X、Y和Z軸上所有坐標(biāo)點(diǎn)的多光譜信息，通過(guò)點(diǎn)云的空間深度信息和角 度信息，可以對(duì)光譜信息進(jìn)行有效的校準(zhǔn)，從而獲得較加有效的數(shù)據(jù)。

激光3D掃描多光譜成像模塊技術(shù)參數(shù)

根系CT成像模塊

根系CT成像是植物表型平臺(tái)的重要組成部分，成功的實(shí)現(xiàn)了原位監(jiān)測(cè)植株根系狀態(tài)，并對(duì)直徑20cm花盆內(nèi)自然土 壤中的根系進(jìn)行掃描和重建。

根系CT成像模塊技術(shù)參數(shù)

北京博普特科技有限公司是比利時(shí)WIWAM植物表型成像系統(tǒng)的中國(guó)區(qū)總總代理，全面負(fù)責(zé)其系列產(chǎn)品在中國(guó)市場(chǎng)的推廣、銷售和售后服務(wù)。

WIWAM XY植物表型分析平臺(tái)應(yīng)用案例

WIWAM葉綠素?zé)晒獬上衲K是革新性的植物葉綠素?zé)晒獬上裣到y(tǒng)，是專門針對(duì)整個(gè)植株成像的相機(jī)系統(tǒng)，成像方式為遠(yuǎn)程成像，高分辨率和高速成像。生成圖像提供了光合作用性能信息。該模塊有兩種版本: 高分辨率版本和高速版本。同時(shí)配有分析軟件，可為科學(xué)研究和工業(yè)應(yīng)用提供少有的解決方案。所依據(jù)的原理是基于持續(xù)激發(fā)成像熒光計(jì)，用以測(cè)量Kautsky響應(yīng)曲線。采用了高能紅燈來(lái)使光合作用飽和，通過(guò)使用敏感相機(jī)，在不同時(shí)間點(diǎn)對(duì)相應(yīng)曲線成像以測(cè)量F0和Fm。依賴于所拍攝圖像的有效信號(hào)/噪音比，相機(jī)積分時(shí)間是從20µs-1ms。紅光燈的典型照射強(qiáng)度是1000-5000µmol/(m2s)。

利用葉盤生物測(cè)定、葉綠素?zé)晒夂投喙庾V成像技術(shù)篩選克羅地亞本土葡萄品種對(duì)葡萄霜霉病的敏感性

輪狀鐮刀菌與黃曲霉的植物體內(nèi)外相互作用

受夏季氣溫升高和熱浪發(fā)生率升高的驅(qū)動(dòng)，僅次于輪狀鐮刀菌，歐洲玉米中黃曲霉的發(fā)病率預(yù)計(jì)會(huì)增加。在目前的研究中，研究人員調(diào)查了這兩個(gè)物種之間的相互作用。黃曲霉/輪狀芽孢桿菌菌落生長(zhǎng)在在單一培養(yǎng)基、雙重培養(yǎng)基和混合培養(yǎng)基中。黃曲霉和輪狀假絲酵母菌與其他物種在雙重或混合培養(yǎng)中的生長(zhǎng)速度明顯低于在單一培養(yǎng)中的生長(zhǎng)速度。在大多數(shù)情況下，雙重或混合接種對(duì)真菌毒素產(chǎn)生負(fù)面影響。在植物體內(nèi)，雙重接種導(dǎo)致黃曲霉的病變減少，而黃曲霉的存在對(duì)黃曲霉的病變大小和毒素產(chǎn)生無(wú)影響?；旌辖臃N導(dǎo)致的病變比單一黃曲霉接種大112%，比單一輪狀芽孢桿菌接種小9%。伏馬菌素水平比單次接種高17%。在輪狀芽孢桿菌接種前兩天出現(xiàn)黃曲霉的情況下，輪狀芽孢桿菌的病變大小比單次輪狀芽孢桿菌接種小55%，伏馬菌素的產(chǎn)生幾乎被*抑制。黃曲霉和輪狀假絲酵母菌之間的相互作用是高度動(dòng)態(tài)的，取決于實(shí)驗(yàn)條件、測(cè)量的變量以及它們?cè)趦蓚€(gè)接種點(diǎn)、同時(shí)在一個(gè)接種點(diǎn)或一個(gè)物種在另一個(gè)接種點(diǎn)的現(xiàn)病變中的定殖方式。