高通量植物表型分析系統(tǒng)--農(nóng)藝性狀與表型大數(shù)據(jù)采集和分析系統(tǒng)結(jié)合“溫室自動(dòng)化+高通量成像”技術(shù)，全自動(dòng)、高通量實(shí)現(xiàn)大量植株3D成像功能，是遺傳育種、變株篩選、表型篩選的強(qiáng)大工具，也是植物表型和生理研究的強(qiáng)大助手。

農(nóng)藝性狀與表型大數(shù)據(jù)采集和分析系統(tǒng)是一套可以全自動(dòng)、高通量對(duì)大量植株(從幼苗到成熟植株即可)進(jìn)行成像的系統(tǒng)，可以選擇配置可見光(VIS)成像、近紅外(NIR)成像、紅外(IR)成像、熒光成像或根系近紅外成像中的一種或多種，每個(gè)成像模塊包括頂部和側(cè)面兩個(gè)攝像頭，結(jié)合樣品旋轉(zhuǎn)裝置，就可以對(duì)植株進(jìn)行3D形態(tài)學(xué)分析。如果做小植株(15 cm以下)，也可選配激光掃描3D成像。每一種成像模塊都有單獨(dú)的成像暗室，依次進(jìn)行成像分析。

該系統(tǒng)通過(guò)可見光成像可以測(cè)量植物的結(jié)構(gòu)、寬度、密度、對(duì)稱性、葉長(zhǎng)、葉寬、葉面積、葉角度、葉顏色葉病斑、種子顏色、種子顏色面積等參數(shù)；通過(guò)近紅外成像可以分析植物的水分分布狀態(tài)、水力學(xué)研究、脅迫生理學(xué)研究等；通過(guò)根系近紅外成像分析植物根系和土柱中的水分分布情況；過(guò)紅外成像可以進(jìn)行植物干旱脅迫研究、蒸騰研究等；通過(guò)熒光成像可以分析植物的生理狀態(tài)。由于所有植物都通過(guò)條形碼或射頻標(biāo)記，觀測(cè)植株整個(gè)生育期的不同生育階段所有的表型數(shù)據(jù)都可定期進(jìn)行測(cè)量。

高通量植物表型分析系統(tǒng)整套系統(tǒng)包括傳送帶、成像模塊、暗室、運(yùn)輸車、澆水、稱重裝置和控制系統(tǒng)等。其中傳送帶、運(yùn)輸車和植物在溫室中運(yùn)轉(zhuǎn)，所有的植物可以由軟件控制在傳送帶上進(jìn)行動(dòng)態(tài)分布，以避免由于溫室中的光、溫、濕分布不均勻造成的影響；成像模塊、暗室、水和稱重裝置安裝在獨(dú)立的空調(diào)房中，并通過(guò)傳送帶與溫室相連。分析模式有兩種: 一種是軟件控制溫室中的植物定期傳送到暗室進(jìn)行成像分析；另一種是人工攜帶生長(zhǎng)在其他溫室中的植物放到暗室前的傳送帶上，進(jìn)行成像分析。軟件通過(guò)成像分析的結(jié)果，根據(jù)表型數(shù)據(jù)可以對(duì)植株進(jìn)行高通量篩選。通過(guò)對(duì)成像結(jié)果的分析，可以進(jìn)行表型組學(xué)研究。

目前我國(guó)對(duì)于作物的研究主要是利用傳統(tǒng)的遺傳育種方法以及基因組學(xué)的方法進(jìn)行研究，然而僅停留在基因組學(xué)研究水平上顯然是不夠的，并不能全面、*地闡明作物的生理功能，特別是作物表型與其產(chǎn)量、生理狀態(tài)之間的相互關(guān)系，以及不同的環(huán)境條件對(duì)作物生長(zhǎng)狀況、產(chǎn)量、種質(zhì)質(zhì)量等的影響。這就需要對(duì)作物進(jìn)行表型組學(xué)的研究，通過(guò)研究不同的表型性狀來(lái)確定作物的遺傳性狀，尋找不同環(huán)境因子對(duì)作物各種指標(biāo)影響的閾值，從而能夠更加科學(xué)地闡明作物生長(zhǎng)機(jī)理，指導(dǎo)作物生產(chǎn)。