Z6尊龙凯时

  PlantScreen XYZ三维移动式植物表型成像剖析系统基于Sensor-to-Plant运行模式设计。叶绿素荧光、RGB、红外热成像、高光谱、激光雷达等多种表型成像传感器均装置在一个扫描成像平台上。扫描成像平台通过机械装置可以在XYZ三个偏向自由移动
，凭证下方样品的位置、高度自动调解并丈量。这一系统的优点在于样品可以莳植在样品盆中
，也可直接种在土壤中
，还可以举行水培。系统的巨细可无邪定制
，可装置在温室中
，尤其适于装置在人工天气室或大型步入式作育箱中。

左图：韩国国家农业科学院的PlantScreen XYZ三维移动式植物表型成像剖析系统
，装置在Fytoscope大型步入式作育室中
；右图：PSI表型研究中心的PlantScreen XYZ三维移动式植物表型成像剖析系统
，装置在温室中

  PlantScreen XYZ三维移动式植物表型成像剖析系统已在欧洲、亚洲、澳洲等多国装置运行并取得了一系列研究效果。本文我们主要通过几个种子活力评估与种苗抗逆研究的相关案例
，来先容PlantScreen XYZ系统的功效特点：

案例一、捷克帕拉茨基大学：使用高通量表型成像系统对拟南芥种子萌发与种苗活力举行高通量一连检测

1. 高通量表型种质资源活力评估要领的探索

捷克帕拉茨基大学（Palacký University Olomouc）是较早使用高通量表型成像手艺举行种质资源活力评估的科研单位之一。研究职员使用一套PlantScreen XYZ三维扫描植物表型成像剖析系统在严酷控制作育条件的情形下
，对多孔板上萌发的拟南芥幼苗举行差别浓度的盐胁迫处置惩罚
，同时举行一连RGB成像
，考察其在9天生长历程中的形态转变。

左图：多孔板筛选拟南芥生长的高通量表型要领
；中图：实验丈量历程与RGB成像图
；右图：帕拉茨基大学装备的PlantScreen XYZ植物表型成像剖析系统

  效果批注
，拟南芥种苗面积增添和相对生长率（RGR）随盐浓度升高而下降
，同时发明显著的营养条件与盐胁迫交互作用。高浓度盐胁迫下
，拟南芥种苗泛起显着黄化与殒命。而高营养水平可能会加重盐离子迫害效应。

盐胁迫下拟南芥种苗的绿色面积、相对生长率和存活率动态转变

  这一高通量种质活力检测要领的优势在于：通量高
，单次运行可测上万株样品
；速率快、时间区分率高
，最快可做到 2 小时级监测
；重复性好
，幼苗生长同步化、情形标准化
，多重复间差别极小
，数据稳固可靠
；RGB成像不损伤植株
，可恒久跟踪统一批个体
，能够与高光谱、叶绿素荧光等其他表型成像传感器联用。

2. 使用高通量表型评估要领评估生物刺激素对种子萌发、种苗生长与抗逆的作用

  在后续的研究中
，帕拉茨基大学又进一步研究了多胺、氨基酸、卵白水解物等生物刺激素对拟南芥种子举行预处置惩罚
，是否能提高种子萌发率与盐胁迫抗性。除了使用RGB成像剖析形态学数据
，研究职员还使用反射光谱原理盘算了归一化绿红差值指数NGRDI、绿色指数GLI、可见光大气阻抗植被指数VARI等植被指数
，用于考察拟南芥的营养状态和胁迫耐受性。效果发明
，这些生物刺激素对拟南芥种子活力与盐胁迫抗性的影响纷歧。其中腐胺（Put）在所有浓度和处置惩罚条件下均体现最优
，既是强促生长剂
，又是有用胁迫缓解剂。其他生物刺激素
，有的只有在特定浓度才华施展效应
，有的则仅能增进生长。

  这一研究证实晰PlantScreen XYZ三维扫描植物表型成像剖析系统在筛选农药有用性上的迅速性与可靠性
，也为进一步的农药机理及叶绿素荧光、高光谱等植物表型响应研究举行了前期开拓。

左：使用PlantScreen XYZ植物表型成像剖析平台的拟南芥种子活力实验示意图
；右：重度盐胁迫下种种生物刺激素对拟南芥种子萌发率、种苗生长能力、叶片颜色指数的影响

参考文献：

1. De Diego N, Fürst T, Humplík JF, Ugena L, Podlešáková K and Spíchal L (2017) An Automated Method for High-Throughput Screening of Arabidopsis Rosette Growth in Multi-Well Plates and Its Validation in Stress Conditions. Front. Plant Sci. 8:1702
2. Ugena L, Hýlová A, Podlešáková K, Humplík JF, Dole?al K, De Diego N and Spíchal L (2018) Characterization of Biostimulant Mode of Action Using Novel Multi-Trait High-Throughput Screening of Arabidopsis Germination and Rosette Growth. Front. Plant Sci. 9:1327.
3. Sorrentino M, De Diego N, Ugena L, Spíchal L, Lucini L, Miras-Moreno B, Zhang L, Rouphael Y, Colla G and Panzarová K (2021) Seed Priming With Protein Hydrolysates Improves Arabidopsis Growth and Stress Tolerance to Abiotic Stresses. Front. Plant Sci. 12:626301.

案例二、荷兰植物生态表型中心NPEC——番茄在波动光及低温条件下光相助用响应的自然表型变异

荷兰植物生态表型中心（Netherlands Plant Eco-phenotyping Centre
，NPEC）由荷兰瓦赫宁根大学（Wageningen University & Research, WUR）与乌得勒支大学（Utrecht University） 配合相助建设和运营。其装备了多套差别型号的PlantScreen植物表型成像系统与FluorCam叶绿素荧光成像系统
，其中包括3套装置在FytoScope大型步入式水培植物生长室中的PlantScreen XYZ三维移动式植物表型成像剖析系统。

左图：FytoScope大型步入式水培植物生长室
；右图：PlantScreen XYZ三维移动式植物表型成像剖析系统：成像平台上集成有叶绿素荧光、多光谱荧光、RGB、高光谱、红外热成像等多种表型成像传感器
，成像平台可XYZ三维移动并自动丈量

  在NPEC最新的研究效果中
，研究职员旨在探讨怎样通过挖掘光相助用相关性状的自然遗传变异
，来培育顺应天气转变的作物。他们使用了番茄MAGIC群体的四个亲本系：Nagcarlan（P1
，耐热）、North Carolina heatset-1（P2
，中等耐热）、Delfo parent 1（P3）和 Delfo parent 2（P4）
，以及比照品种 Moneymaker（MM）。在PlantScreen XYZ三维移动式植物表型成像剖析系统配套的生长室中模拟低温情形与波动光照条件（蹊径式从200升至600 μmol m?² s?¹和蹊径式从400降至200 μmol m?² s?¹）
，同时系统中的FluorCam调制叶绿素荧光成像单位自动检测样品的最大光化学效率Fv/Fm、现实光化学量子效率ΦPSII、波动光照下的响应动力学等叶绿素荧光指标。

左图：实验中的PlantScreen XYZ三维移动式植物表型成像剖析系统及配套的植物生长室、水培装置
；右图：低温波动光照情形下的ΦPSII动力学曲线

  效果批注Fv/Fm和ΦPSII在低温下均有所下降
，但在温度恢复后能回随处置惩罚前水平
，批注低温造成的影响是心理性的、可逆的
，而非永世性光损伤。而各基因型光相助用对光强增减的响应并不相同
，这批注控制光相助用在光强增添和镌汰时瞬变响应的心理因素是差别的。

  该研究在番茄MAGIC群体的亲本系中
，乐成判断出了在波动光及低温条件下光相助用响应的自然表型变异。这些变异批注
，通过遗传手段改良光相助用对波动光和低温的响应是可行的。在未来的研究中
，进一步定位控制这些性状的数目性状位点（QTL）
，将有利等位基因导入莳植品种
，将能培育出光合效率更高、天气顺应性更强的作物。

参考文献：

1. Rayaprolu L, Jayasankar K, Aarts M G M, et al. Photosynthetic variation for climate‐resilient crops: photosynthetic responses to fluctuating light and chilling in tomato[J]. Physiologia Plantarum, 2025, 177(3): e70241.

北京Z6尊龙凯时生态手艺公司提供种质资源表型剖析手艺周全解决计划并提供相关参考文献：

• PlantScreen植物高通量表型成像剖析系统
  ，有传送带版、XYZ版、PlantScreen SC、根系表型剖析等差别功效规格供选配

左图：荷兰瓦赫宁根大学装备的PlantScreen传送带式植物表型成像剖析系统和PlantScreen XYZ 三维扫描植物表型成像剖析系统

• FluorCam叶绿素荧光成像系统与FluorCam多光谱荧光成像系统
  ，几千篇国际科研文献可供参考

左图：新一代FluorCam1300多引发光多光谱荧光成像系统
；右：使用FluorCam叶绿素荧光成像手艺丈量番茄种子萌发率并评估种苗活力