Instrument for Measuring plantphenotype — Model PhenoGA

基因型、表型和環(huán)境是遺傳學(xué)研究的鐵三角。表型（性狀）是基因型和環(huán)境共同作用結(jié)果，而基因型與表型之間有著多重關(guān)系。研究者用測(cè)序和基因組重測(cè)序來(lái)評(píng)估等位基因差異定位數(shù)量性狀等已變得很普遍，但其需大量性狀數(shù)據(jù)來(lái)佐證。然而這類分析測(cè)量的結(jié)果受人員、工具和環(huán)境等的干擾很大，還會(huì)損傷到植物。故迫切需要高效、準(zhǔn)確的萬(wàn)深PhenoGA植物表型分析測(cè)量?jī)x來(lái)做可視化的精確數(shù)據(jù)分析和表型測(cè)試，如測(cè)試對(duì)壓力和環(huán)境因素的表型反應(yīng)、生態(tài)毒理學(xué)測(cè)試或萌發(fā)測(cè)定、遺傳育種研究、突變株篩選、植物形態(tài)建模、生長(zhǎng)研究等。

二、主要性能指標(biāo)：

1、萬(wàn)深PhenoGA植物表型分析測(cè)量?jī)x是頂視+側(cè)視版本，由頂視+側(cè)視的超大變焦鏡頭自動(dòng)對(duì)焦2420萬(wàn)像素的佳能EOS單反相機(jī)直聯(lián)電腦獲取植物頂視和側(cè)視的RGB彩色圖，并做自動(dòng)分析；由頂部的主動(dòng)紅外光的雙目3D相機(jī)（點(diǎn)云密度512*424像素）來(lái)獲取植物冠層的3D景深偽彩色圖和可轉(zhuǎn)換視角的3D重建偽彩色圖。
2、可獲得植物在不同生長(zhǎng)階段的表型數(shù)據(jù)主要有：植株高（測(cè)量誤差≤±2mm）、投影葉面積及其差異值、投影葉片長(zhǎng)和卷曲度、葉片數(shù)量（自動(dòng)計(jì)數(shù)+鼠標(biāo)個(gè)別修正）、葉冠層的構(gòu)型數(shù)據(jù)（葉冠直徑、葉冠層面積、葉冠層占空比、葉片分布緊密度等，冠層尺寸的測(cè)量誤差≤±2mm）、植物株形、精準(zhǔn)的莖葉夾角（真實(shí)夾角重復(fù)測(cè)量誤差≤±1.0°）、節(jié)間長(zhǎng)度及其圓柱體投影體積估算值、植株高和葉冠層隨時(shí)間改變的相對(duì)生長(zhǎng)速率、葉色平均值（具有葉片顏色自動(dòng)矯正特性，可按英國(guó)園林協(xié)會(huì)RHS比色卡2015版來(lái)自動(dòng)比色）及其對(duì)表征的貢獻(xiàn)評(píng)估等。具有分析特性表述如下：
1）常規(guī)分析：投影葉面積及其動(dòng)態(tài)變化，外周長(zhǎng)，外接圓直徑及面積，擬合橢圓主副軸及偏角，凸包內(nèi)徑、面積及周長(zhǎng)，植株高、寬，最小外接矩形長(zhǎng)、寬，植株緊實(shí)度。
2）顏色分析：RGB、LAB顏色值，具有葉片顏色自動(dòng)矯正特性，可按英國(guó)園林協(xié)會(huì)RHS比色卡2015版來(lái)自動(dòng)比色?？砂搭伾珨?shù)進(jìn)行聚類分割，并統(tǒng)計(jì)顏色分布及面積占比。
3）骨架分析：骨架長(zhǎng)度，端點(diǎn)數(shù)（葉片數(shù)），分叉數(shù)（分枝數(shù)、分節(jié)數(shù)），莖葉夾角等。
4）玉米株形分析：葉片數(shù)，葉片長(zhǎng)、寬，葉片彎曲度，葉片投影面積，莖稈分節(jié)數(shù)，分節(jié)長(zhǎng)、粗，葉片顏色等。
5）生長(zhǎng)分析：植株生長(zhǎng)、相對(duì)生長(zhǎng)曲線，相對(duì)生長(zhǎng)趨勢(shì)。
6）根系分析：根長(zhǎng)，根粗，根尖數(shù)等（要求根粗>1mm）。
7）考種分析：種粒數(shù)，種粒面積，種粒長(zhǎng)、寬（種粒直徑>2mm，不粘連），分析種子形態(tài)、果實(shí)外觀品質(zhì)、花形和花色。
8）其它：不同生長(zhǎng)時(shí)期自動(dòng)批量化處理分析，多植株網(wǎng)格分析，直線、角度等幾何測(cè)量，各測(cè)量結(jié)果可編輯修正。
3、可接入條碼槍來(lái)自動(dòng)刷入樣品編號(hào)，具有按條碼標(biāo)識(shí)跟蹤分析的特性。圖像分析方式和耗時(shí)：自動(dòng)分析（約1個(gè)樣品 /分鐘）+鼠標(biāo)指示測(cè)量或修正。標(biāo)配成像分析的植株高可達(dá)150cm、可測(cè)葉冠幅115cm*115cm（拍攝箱外尺寸200cm高*120cm長(zhǎng)*120cm寬）。各項(xiàng)分析數(shù)據(jù)和標(biāo)記圖片可導(dǎo)出。

玉米株形分析

生長(zhǎng)分析

葉冠顏色分析

花朵顏色分析

玉米骨架分析

油菜頂視圖表型分析

油菜側(cè)視圖表型分析

水稻頂視圖葉片數(shù)統(tǒng)計(jì)

水稻側(cè)視圖表型分析

根長(zhǎng)、根粗測(cè)量

多植株表型分析

多植株表型分析

種粒計(jì)數(shù)分析

多葉分析

單葉分析