PhenoTron PTS植物光譜成像檢測平臺應用案例

      PhenoTron PTS）植物光譜成像檢測平臺采用PTS（Plant-To-Sensor）植物自動傳送技術，集成了高光譜成像分析、葉綠素熒光成像分析、紅外熱成像分析等國際先進成像分析技術，樣品通過傳送平臺自動傳送至相應成像工作站，實現(xiàn)高通量、無損傷反射光成像、葉綠素熒光成像、多光譜熒光成像及紅外熱輻射成像分析等，廣泛應用于作物表型分析、種質資源檢測研究、遺傳育種、抗性篩選、植物生理生態(tài)研究、光生物學研究、果實蔬菜品質檢測等。

       基本配置為高光譜成像和葉綠素熒光成像的情況下，該系統(tǒng)又被稱為PhneoTron-HF。
上左圖表明葉片吸收太陽光后一部分被反射（或透射）、一部分吸收后（主要是紅藍光）進行光合作用、少部分以葉綠素熒光的形式散失、還有一部分以熱的形式散失；上右圖為儀器內部成像站
下左圖為PhenoTron PTS植物傳送至葉綠素熒光成像和高光譜成像站（PhenoTron-HF）進行成像分析；下右圖為草銨膦對擬南芥光合生理影響（葉綠素熒光成像分析，由易科泰Ecolab實驗室提供）


主要技術特點：

       1. PTS（Plant-to-Sensor）技術平臺，雙軌式同步升降控制、SpectraScan©高精度移動掃描平  臺，樣品可放置在精準位移平臺上自動運送至成像單元進行成像分析
       2. 多傳感器成像，包括葉綠素熒光成像、多光譜熒光成像、高光譜成像、Thermo-RGB成像等
       3. 可對培養(yǎng)植株、葉片、果實、種子萌發(fā)與種苗、根系及藻類等進行表型性狀成像檢測分析

應用案例：生菜幼苗病害快速無損檢測與抗性品種鑒定

      農(nóng)作物在種子萌發(fā)生長過程中會遭遇各種病害，因此對高抗病性品種的選育非常重要。而如果能快速、無損、簡便、可靠地檢測病害的發(fā)生，甚至在病害癥狀發(fā)生前就能夠將其檢測到，無論是對于縮短育種周期還是指導生產(chǎn)實踐都具有非常重要的意義。

      德國萊布尼茨蔬菜和觀賞植物研究所IGZ的Sandmann研究組將剛發(fā)芽的生菜幼苗人工感染立枯絲核菌（Rhizoctonia solani），然后綜合采用葉綠素熒光成像技術、多光譜熒光成像技術、紅外熱成像技術及植物反射光譜NDVI成像，對不同成像參數(shù)進行了分析，以確定哪些技術的哪些參數(shù)能夠更靈敏地將感染病害的植株和未感染的植株區(qū)分開，實現(xiàn)高通量非損傷在線分析測量篩選：

      結果發(fā)現(xiàn)，感染病害的植株和未感染的植株之間，最大光化學效率Fv/Fm、熒光衰減指數(shù)Rfd、NDVI、作物水脅迫指數(shù)I1、光合有效葉面積日相對生長速率A_rel、多光譜熒光F440、F520等參數(shù)都表現(xiàn)出顯著差異。通過進一步數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析最終發(fā)現(xiàn)Fv/Fm、Rfd在本次實驗中的識別效果最好，誤差≤0.052，F(xiàn)v/Fm＞0.73的生菜幼苗即可認為是健康的。研究人員希望通過進一步工作，將這一發(fā)現(xiàn)應用于園藝和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實踐，比如優(yōu)良抗病蔬菜品種的選育、病害的早期發(fā)現(xiàn)與防治等（Sandmann M, et al. 2018. The use of features from fluorescence, thermography and NDVI imaging to detect biotic stress in lettuce. Plant Disease 102: 1101-1107）