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第6屆植物表型大會-Videometer植物多光譜成像系統(tǒng)

閱讀:2085      發(fā)布時間:2019-10-12
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Videometer 總部位于丹麥,是一家專注于光譜成像、自動視覺測量和質量監(jiān)控的高科技公司,為多個工業(yè)領域開發(fā)高性能視覺系統(tǒng),產(chǎn)品應用于植物表型研究、種子表型研究、生態(tài)學研究以及食品監(jiān)測如肉類、海鮮、蔬菜、水果、酸奶等等領域。其多光譜成像技術代表了業(yè)界。光譜成像設備可用于質構、顏色、形態(tài)、光澤、形狀以及表面化學測量等。

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目前利用其設備進行研究的文章發(fā)表在Nature等各個領域期刊上。目前主打產(chǎn)品VideometerLab是一款多功能多光譜成像設備,在植物學研究領域可用于植物病蟲害圖譜構建,種子多光譜成像系統(tǒng)研究,小植株植物表型成像研究,根系表型成像研究等,在植物多光譜成像領域,Videometer無疑代表了世界水準之一。

北京博普特科技有限公司做Videometer中國區(qū)總代理,全面負責其產(chǎn)品在中國的推廣、銷售和售后服務。我們在第十九屆植物學大會期間,我們將在會場設有展位,歡迎廣大客戶和經(jīng)銷商訪問我們。

植物多光譜植物表型成像系統(tǒng) 

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VideometerLab型多光譜表型成像系統(tǒng)多光譜成像傳感器是近幾年研究用于監(jiān)測不同環(huán)境中農(nóng)作物和植被的有效工具。植物的生理學,形態(tài)學或生物化學信息可以通過非接觸的方式以及不同尺度下評估。例如,利用多光譜傳感器用于植物表型分析或農(nóng)業(yè)中的生理脅迫研究。多光譜成像傳感器是近幾年研究用于監(jiān)測不同環(huán)境中農(nóng)作物和植被的有效工具。植物的生理學,形態(tài)學或生物化學信息可以通過非接觸的方式以及不同尺度下評估。例如,利用多光譜傳感器用于植物表型分析或農(nóng)業(yè)中的生理脅迫研究。截至目前,市面上有各種非成像和成像高光譜傳感器可供選擇,這些儀器進行測量的過程相當復雜,高光譜數(shù)據(jù)處理復雜,迫切需要波段較多的手持式多光譜表型成像系統(tǒng),因此,現(xiàn)代化檢測及研究中對易于用戶操作的多光譜傳感器的需求日益增加。 Videometer可一致地獲得了高質量多光譜數(shù)據(jù)。同時,Videometerlab還可以實現(xiàn)對植物表型的鑒定以及病害研究檢測等,在植物科學研究及其他領域具有無限可能。

Videometer多光譜表型成像系統(tǒng)對小植株的生理脅迫研究

通過植被指數(shù)可評估不同狀態(tài)下植被的生理結構和功能特性,包括生物量、冠層結構、葉面積指數(shù)、葉綠素含量以及植物冠層的光利用效率等。研究表明,Videometer可用于擬南芥中葉綠素(NDVI)和葉黃素(PRI)的含量的檢測,并能評估植株樣本的狀態(tài)。通過驗證具有代表性的植被指數(shù),可為其它植被指數(shù)的評估計算提供樣例,并為在植被研究領域獲得更多生理信息奠定了基礎。

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Videometer對種子病害的研究

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根系表型成像系統(tǒng)

VideometerMR根系多光譜成像系統(tǒng)

根系是植物的重要組成部分,植物吸收土壤中的水分與養(yǎng)分全依賴根系,所以根系的研究對于植物各學科來說都至關重要,根系是陸地生態(tài)系統(tǒng)“隱藏的一半”,而且是動態(tài)生長的,對其進行準確取樣、觀察和測定存在一定困難。所以,根系研究方法的選擇,相對于對地上部分而言對研究結果具有更大的影響。

廣大科研工作者為了研究根系,應用了很多方法,從傳統(tǒng)的挖掘法、根鉆法、玻璃壁法、容器法等等,到現(xiàn)代的根窗法、微根管法等等,取得了很多科研成果。隨著科技的發(fā)展,越來越多的現(xiàn)代高精尖技術應用到根系研究中來,多光譜成像技術就是其中一種,它集光譜和圖像為一體,含有海量的光譜信息和空間信息,這些信息體現(xiàn)了植物各種器官、組織的諸多表型特性,該技術圖譜合一的特性使其在根系表型方面具有較大潛力。

丹麥Videometer公司開發(fā)的根系多光譜原位監(jiān)測系統(tǒng),是做根系研究的革新性專業(yè)裝備,無論對于淺根系蔬菜還是淺根系喬木,都具有現(xiàn)實性研究意義。目前在根系研究領域中,對于玉米根系和小麥根系所作的研究比較多,但大多還采用傳統(tǒng)不可重復的挖掘方法。植物根系原位監(jiān)測儀的出現(xiàn),改變了這種情況,使得植物研究人員在對根系進行研究的過程中,可以使用原位的方式,無損傷的進行監(jiān)測。

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根系是植物主要吸水、營養(yǎng)物等器官,通過對根系監(jiān)測和研究,能優(yōu)化水肥方案,促進農(nóng)作物、林業(yè)等產(chǎn)業(yè)增產(chǎn)增效,有利于土地荒漠化治理、土壤修復等。但長期以來,對根系研究主要是采用挖掘法、土鉆法、土柱法、容器法、剖面法等傳統(tǒng)方法,采樣破壞性大、工作量大,嚴重阻礙了根系研究的深入開展?!犊茖W》雜志曾出版專輯認為,“人類對自己腳下土壤的了解遠遠不及對宇宙的了解”,更是佐證了地下生態(tài)學研究難度之大。因此,對根系研究方法的選擇和改進,對科研結果影響巨大。

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丹麥根本哈根大學科學家等利用多光譜成像系統(tǒng)對植物植株、根系進行成像研究,取得了前瞻性的成果。

該研究以深根系大麥為研究對象,將大麥下方埋了有3m長的微根管,使用Videometer公司的Videometer MR多光譜成像系統(tǒng),定期通過根窗透明面對根系成像分析。原始光譜圖像經(jīng)過Videometer自帶軟件一系列算法處理后得到目標根系圖像,隨后進行閾值分割、模糊聚類等模型分析,得到根系的形態(tài)學數(shù)據(jù)。

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傳統(tǒng)的RGB可見光成像技術是利用顏色識別根系,前提是根系和土壤之間要有比較明顯的色差,但實際根系生長在土壤中,顏色差異并不明顯,這樣根系識別可能會造成比較大的誤差,RGB可見光成像技術使用就會受限。歌本哈根將多光譜成像技術和傳統(tǒng)的RGB成像技術進行了對比,顯示多光譜成像技術基于光譜特征在根系識別上的明顯優(yōu)勢,并且對多光譜成像另一項*的功能進行了初步探討——即光譜特征對于根系生化特性的識別(例如細根發(fā)生、成熟、衰老、死亡的周轉過程;例如根際分泌物成分的變化等),顯示了多光譜成像技術在根系研究領域的巨大潛力。

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Videometer系列多光譜成像系統(tǒng)廣泛應用于:植物/作物表型組學研究分析;根系分析;作物育種與種子品質檢測;植物/作物脅迫生理響應;作物病理學分析與病原檢測;食品檢測;中藥成分分析與品質檢測。來自哥本哈根大學、丹麥理工大學以及丹麥Videometer公司的專家在剛剛利用該設備在Plant and Soil上發(fā)表了題為A multispectral camera system for automated minirhizotron image analysis的文章,早些利用該設備進行研究的文章題為Frontiers in Plant Sciences,Screening of Barley Resistance Against Powdery Mildew  by Simultaneous High-Throughput Enzyme Activity Signature Profiling and Multispectral Imaging。

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