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WIWAM XY植物表型分析平臺產(chǎn)品介紹

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

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

植物在各自花盆內(nèi)生長，預(yù)設(shè)時間間隔，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，可作為額外花盆識別法，識別和校正桌面上因手工花盆安置造成的錯誤。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?；ㄅ柚兄参镌跐菜畷r旋轉(zhuǎn)以獲得較佳水分布。灌溉精度較高可達(dá)+/- 0.1mL。另外，灌溉可基于自動目標(biāo)重量計算或固定量。在整個實驗過程中，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)記錄實驗生長條件。

選配模塊

可見光RGB成像模塊

可見光RGB成像是所有高通量植物表型平臺的核心部分，它分辨率高、測量快速、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)的測量，并且包含顏色信息。參數(shù)如下：

葉面積、植物緊實度／緊密度、葉片周長、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、生長高度、植物三維較大高度和寬度、相對生長速率、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，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中，進(jìn)行高通量的光合表型測量。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)

群體植物光合長期監(jiān)測模塊

實時對植物進(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。群體植物光合長期監(jiān)測傳感器是一款自動多傳感器，可測量PSII與較大效率(Fv/Fm)、有效效率相關(guān)的參數(shù)。通過鏡像系統(tǒng)，通過內(nèi)置計算機(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)百個測量點。系統(tǒng)編程測量每個激光點的PSII效率，光強(qiáng)以及輻射。計算參數(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量位置數(shù)計算出來。傳感器上面有2個內(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)測來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)行對比。

激光點測量參數(shù)：

較小(Fo或 Fs)以及較大(Fm或Fm)葉綠素?zé)晒庑盘?、CropObserver頂部光強(qiáng)、CropObserver頂部輻射、計算機(jī)24/7實時信息、實時Fv/Fm 和Fq /Fm平均值與分布、實時PAR平均值 µmol/s/ m2、實時輻射平均值 /s/ m2、實時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)出對近紅外光譜的高反射性，通過分析軟件可以監(jiān)測分析從干旱脅迫到再澆灌過程中的整個過程動態(tài)及植物對干旱脅迫的響應(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時間的高光輻 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

高光譜成像在估測植物各種生化組分的吸收光譜信息及植物生長情況的檢測上表現(xiàn)出了強(qiáng)大的優(yōu)勢，主要用于植物 的營養(yǎng)狀況、水分含量、長勢情況、病蟲害情況監(jiān)測等。

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量，在高精度測量三維點云信息的同時，測量400-900 nm范圍內(nèi)4 個波段的多光譜成像，使得我們可以得到植物在X、Y和Z軸上所有坐標(biāo)點的多光譜信息，通過點云的空間深度信息和角 度信息，可以對光譜信息進(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的重要組成部分，成功的實現(xiàn)了原位監(jiān)測植株根系狀態(tài)，并對直徑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WIWAM植物表型成像系統(tǒng)的中國區(qū)總總代理，全面負(fù)責(zé)其系列產(chǎn)品在中國市場的推廣、銷售和售后服務(wù)。

WIWAM XY植物表型分析平臺應(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)，是專門針對整個植株成像的相機(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，用以測量Kautsky響應(yīng)曲線。采用了高能紅燈來使光合作用飽和，通過使用敏感相機(jī)，在不同時間點對相應(yīng)曲線成像以測量F0和Fm。依賴于所拍攝圖像的有效信號/噪音比，相機(jī)積分時間是從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，僅次于輪狀鐮刀菌，歐洲玉米中黃曲霉的發(fā)病率預(yù)計會增加。在目前的研究中，研究人員調(diào)查了這兩個物種之間的相互作用。黃曲霉/輪狀芽孢桿菌菌落生長在在單一培養(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)中的生長速度明顯低于在單一培養(yǎng)中的生長速度。在大多數(shù)情況下，雙重或混合接種對真菌毒素產(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，而黃曲霉的存在對黃曲霉的病變大小和毒素產(chǎn)生無影響。混合接種導(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態(tài)的，取決于實驗條件、測量的變量以及它們在兩個接種點、同時在一個接種點或一個物種在另一個接種點的現(xiàn)病變中的定殖方式。