博普特植物表型產品將參展中國作物學會2019學術年會

“中國作物學會第十一次全國會員代表大會暨2019年學術年會”是我國作物科學較高級別的學術交流會議。今年恰逢中國作物學會五年一次的換屆盛會。來自全國各地的中國作物學會各級領導、會員代表將蒞臨會議，作物科學領域的優(yōu)秀人才和著名專家將為大會做學術報告。中國作物學會自2002年創(chuàng)辦學術年會以來，已成功舉辦17次，會議質量逐年上升，會議規(guī)模和影響力日益擴大，現(xiàn)已成為中國作物學會較具特色的品牌會議。

 

“中國作物學會第十一屆會員代表大會暨2019年學術年會”將于2019年10月27-30日在浙江省杭州寶盛水博園大酒店召開，此次大會將由浙江大學承辦。

 

本次大會主題為“科技創(chuàng)新與扶貧攻堅”。大會將選舉產生中國作物學會第十一屆理事會，同時將邀請國內作物學相關領域取得突出成果并具有重要學術影響的專家學者以及優(yōu)秀青年科學家進行學術報告。歡迎全國從事作物學及相關學科的學者與研究生踴躍參加。

 

自2017年起，北京博普特科技有限公司就持續(xù)參展作物學會學術年會，今年我們將繼續(xù)參展，我司展位號為1號，歡迎廣大客戶和經銷商蒞臨我司展位。

 

會上，我們將在展位展示植物表型組學以及植物生理生態(tài)產品和解決方案，以下是博普特植物表型組學產品和解決方案簡介。

 

WIWAM溫室植物表型成像系統(tǒng)是SMO公司和比利時根特大小寫VIB所開發(fā)，采用了開放式框架，可以整合市面任意相機系統(tǒng)，該系統(tǒng)集植物自動傳送技術、自動澆灌稱重技術、葉綠素熒光成像技術、多光譜激光雷達成像技術、高光譜成像技術、RGB成像技術、計算機斷層掃描技術，同時可實現(xiàn)多光譜、RGB微根窗全自動根系表型觀測，高通量、無損傷、全自動實驗觀測分析植物形態(tài)結構與生理功能形狀表型，成為先進表型組學與遺傳育種科研機構平臺，如比利時VIB所、比利時根特大學、澳大利亞表型組織、拜耳作物等等。 

 

 

溫室多光譜激光表型成像系統(tǒng)

 

室內自動表型成像機器人

 

 

 全自動植物表型成像機器人系統(tǒng)Phenomobile

 

該Phenomobile植物表型成像車為法國Hiphen公司自主研制，專有軟件分析系統(tǒng)，是當今世界上自動化程度高通量田間表型成像系統(tǒng)。

系統(tǒng)設計可在2.5m寬通道運行，遠程聚焦可達12m，可向各個方向移動，測量頭高度可在1.0-4.5m之間進行調整。Phenomobile可沿微型田塊按照預設軌跡運行，因采用了RTK GPS定位，精度可達厘米級。

 

   

 

Hiphen田間物聯(lián)網(wǎng)IoT是無線傳感器的獨特組合，用于不間斷監(jiān)控植物和環(huán)境狀態(tài)。Hiphen解決方案之一就是實現(xiàn)田間試驗的實時監(jiān)控。土壤和環(huán)境條件是植物生長的重要因素，Hiphen的IoT系統(tǒng)設計了各種傳感器，包括氣象、土壤條件、PAR以及RGB圖像，數(shù)據(jù)15分鐘傳輸一次。日常數(shù)據(jù)和圖像由田間IoT傳感器采集，圖像處理后，獲得的有價值變量用于試驗決策支持。變量以易于解讀的圖表在Hiphen科學網(wǎng)站界面上顯示，每天進行更新。

 

 

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精準農業(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精準農業(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可能。

 

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，并能精確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。

 

 

 

種子計算機斷層掃描表型成像系統(tǒng)

 

便攜式：應用于對植物種子、小型果實內部結構變化的研究�？梢詿o損地探索不同植物種子腔體、胚和胚乳的變化，測量種子內部的三維結構和小型果實的內部變化，設備小巧便攜，操作簡單，具有中分辨率和高分辨率兩種選擇。

自動化：計算機斷層掃描技術可用于種子質量控制以及種子檢測標準確立，該系統(tǒng)能檢測細微的內部結構（種皮、外殼、胚芽、空腔）。

 

對每一粒種子檢測，都需要復雜的處理流程。檢測的目的是為了保證其不變高品質。盡管有各種實驗方法可以選擇，但是在種子檢測方面，X射線仍是比較可靠的方法，通過影響處理系統(tǒng)，CT設備可監(jiān)測到每一粒種子。自2003年起，F(xiàn)rauhofer EZRT開始了種子CT斷層掃描系統(tǒng)的研究，近年來，對植物材料的研究已經從種子擴展到植物根、莖、果實等領域，走在CT植物表型研究的前列。其中一款自動化系統(tǒng)，種子無需單獨分開，軟件可將每粒種子從混合種子中分離，從而簡化了樣品制備，能在一次實驗中實現(xiàn)大量種子檢測。此外，也可實現(xiàn)自動機械臂取料，托盤內科放置多個小盒。操作界面簡單，校準或系統(tǒng)射線管溫度控制均為獨立。該設備可實現(xiàn)對種子內部結構的穩(wěn)定、清晰成像，幾何分辨率約為50um。

 

 

為了探討能夠快速、準確和無損檢測大粒林木種子生活力的方法，可利用計算機斷層掃描（CT）檢測樹種子生活力。用計算機斷層掃描（CT）技術檢測樹種子生活力是可行的，其檢測結果與四唑測定的結果相當，但計算機斷層掃描（CT）技術具有不損傷種子的優(yōu)點，另外該技術還可以形成種子的三維立體成像，顯示各部位的機構，比如胚、胚根以及胚乳等表型形態(tài)信息。德國Frauhofer研究院的CT分辨率可達2um，完全可以對種子的極其細微的結構進行研究，對種質資源入庫種子檢測來說，比傳統(tǒng)的x光射線法有巨大的優(yōu)勢。

 

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。 丹麥Videometer公司開發(fā)的根系多光譜原位監(jiān)測系統(tǒng)是一款先進的根系多光譜測量系統(tǒng)，目前已經在丹麥歌本哈根大學使用并取得了較佳的效果。

 

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。

 

 

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，促進農作物、林業(yè)等產業(yè)增產增效，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。

 

 

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)。

 

 

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先進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。

 

 

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。

 

基于X光的計算機斷層掃描技術（CT）廣泛應用于科學研究各個領域，如制藥、納米科學、材料科學以及植物科學等領域。得益于X光CT技術，在農業(yè)以及植物科研進展也十分迅速。X光CT成像方法使得高通量、無損、無干擾測量植物根系統(tǒng)成為可能，也使得植物生長期間對下游復雜機制的研究成為可能。到目前為止，已經采集到大量植物CT掃描數(shù)據(jù)，但如何有效、精確對其進行分析，還面臨著挑戰(zhàn)。科研人員經過對植物根系3D CT斷層掃描的有效的統(tǒng)計以及計算方法進行了回顧。基于圖像的植物根系分析方法劃分如下 (1) 根分區(qū)切割，例如，（1）將根系與非根背景區(qū)分；(2)根系統(tǒng)重建；(3) 提取高層級表型性狀。

 

   

 

 

 

在設備開發(fā)領域，德國Frauhofer研究院專門成立的植物表型研究團隊開發(fā)了系列適用植物科學研究的計算機斷層掃描系統(tǒng)，如便攜式計算機掃描系統(tǒng)，臺式高精度計算機斷層掃描系統(tǒng)以及落地式大成像面積計算機斷層掃描系統(tǒng)以及高通量根系表型斷層掃描系統(tǒng)。

 

除了以上產品，VideometerLiq液體穩(wěn)定多光譜成像系統(tǒng)、VideometerMic顯微多光譜成像系統(tǒng)、STEPS植物生理生態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)、土壤養(yǎng)分測量系統(tǒng)、植物養(yǎng)分測量系統(tǒng)、土壤5合1多參數(shù)測量儀、土壤直測PH計、鹽度/活度檢測儀；Pessl植物生態(tài)環(huán)境智能傳感器平臺、植物物候遠程監(jiān)測系統(tǒng)、Inno-concept植物活力脅迫測量系統(tǒng)、植物抗逆研究測量系統(tǒng)、氣相離子遷移譜儀；Aquation水陸兩用葉綠素熒光檢測系統(tǒng)、經典和手持葉綠素熒光儀、Aquation水下光合呼吸測量系統(tǒng)；SeQso高通量種子表型成像系統(tǒng)、精準播種系統(tǒng)以及自動種子分揀系統(tǒng)（X光、多光譜、高光譜、葉綠素熒光）；EMS便攜式物聯(lián)網(wǎng)乙烯氣體分析儀、溫室氣體物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測系統(tǒng)；Cleangrow多參數(shù)離子測定儀、植物工廠自動8離子測定儀均代表了業(yè)界水準。

 

北京博普特科技有限公司擁有全面植物表型成像和植物生理產品和系統(tǒng)解決方案，致力于為植物科學和植物表型組學發(fā)展提供較全面的一站式解決方案。