维管束植物浮萍

温室盆栽高通量植物表型成像系统集光电技术、自动化控制技术和计算机图形处理技术于一体，实现水稻、玉米、小麦、油 菜、棉花、烟草、柑橘等盆栽植物表型参数全自动、无损、高通量准确提取。系统整体包括栽培单元、输送单元、成像单元、 图形工作站，根据用户选配情况可在线获取植物RGB可见光图像(VISI)、远红外图像(FIRI)、近红外图像(NIRI)、荧光图像 (FLUI)、高光谱图像(HYPSI)、３D激光图像(3D-LSI)、CT断层图像(CT-I)、多光谱图像(MSI)，通过数据软件分析可 得到盆栽植物的株高、株宽、叶片面积、叶片角度等株型参数、鲜重干重等生物量参数、分蘖参数，此外还可根据用户需要定 制化感兴趣的二级性状参数。成像暗室单元 暗室尺寸： 2000mm×3300mm×2000mm （可定制）最大植物尺寸：幼苗至 8m 自动传送单元传送速度：0-2m/s传送线宽度：500mm定位精度：≤±2mm承重：50-300kg/ 盆（可定制） 控制/采集单元控制/采集单元由高性能自动化控制系统和植物图形采集工作站组成，为植物表型成像系统的大脑中枢；可编程序控制器、工 业通讯系统、变频器等均采用国际名牌产品，提供符合Windows标准的友好的人机界面，方便人员操作；单元中充分考虑环 境对设备的影响，保证意外状态下不影响正常运行：故障单元的停机、离线对系统没有任何影响，运用自动均载技术，保证运 行平稳；按照设计规范安装各种探测开关和限位装置防止越程、误操作，并进行信息反馈；采用标准开发协议，支持自有或第 三方平台实时获取植物扫描图像、监控等数据；储存空间无限扩容，以应对不同阶段对数据库性能和存储空间的需求。 成像传感器单元RGB可见光成像单元：可测参数：持绿性，卷叶程度，枯死叶比例，生物量，高度等 远红外成像单元：可测参数：作物冠层温度分布、叶片蒸腾作用、作物干旱胁迫等相关性状高光谱成像单元：可测参数：无损动态提取海量光谱特征性状，获取不同波段下高光谱图像参数的光谱指数、并基于模型计算植株叶片营养元素含量(N、P、K)、叶绿素含量、水分含量等相关性状。CT成像单元：可测参数：主要用于测量温室盆栽的禾本科植物的分蘖数、分蘖角度、分蘖大小、分蘖形状等分蘖参数、作物植株的茎秆壁粗、壁厚、维管束等茎秆相关参数以及植株内部形态结构、成分含量变化等。 多光谱成像单元：三维多光谱冠层扫描仪适用于室外自然光照条件下 农作物冠层的三维多光谱表型数据快速采集，可在 室外自然光条件下采集多光谱数据时，同步测量农 作物冠层的三维点云数据。 选型配置表河南大学抗逆改良中心高通量作物表型平台集成高通量表型检测平台、植物生长平台、根系生长平台、植物春化平台，快速高通量计算样品相应表型信息，获取大量高价值 的表型数据，建立表型数据库。

显微CT技术在农业领域中的应用适用农林领域的高分辨台式显微CT近年来，随着前沿生物技术的发展和精密仪器的引入，农业领域的研究取得了许多突破性进展和成果。显微 CT 技术以 X 射线成像为原理，为研究人员提供了一种强大的工具，能够深入探究农作物、植物和土壤的微观世界，为农业科学研究和生产带来新的视角与方法。1、 显微CT技术简介显微 CT 技术利用 X 射线照射样品，通过探测器记录透射的 X 射线强度分布，再利用计算机算法重构出样品的三维内部结构。其独特之处在于能够在非破坏的情况下，提供高分辨率和全方位的三维图像。显微 CT 结构示意图：射线源和探测器不动，样品台旋转显微 CT 技术可以无损地提供详细的材料内部信息，包括：结构信息：如直径、体积、表面积、圆度、连通性、空间分布......密度信息：如空腔孔隙、元素轻重、成分分布......三维模型：如有限元分析、3D 打印......2、 显微CT技术在农业中的应用1. 植物内部结构分析显微CT 技术能够无损地获取植物内部结构的高分辨率三维图像，这对于研究植物的茎秆维管束、叶片结构、果实和种子内部结构等具有重要意义。通过显微CT 技术，研究人员可以详细观察植物内部结构的微观特征，从而更好地理解植物的生长、发育和适应性。（1）植物茎秆维管束研究显微 CT 技术可以精确地揭示作物茎秆中的维管束分布、形态和结构特征，为作物的遗传解析、抗倒伏性评估、高通量表型数据获取以及数据库构建等方面提供了强有力的工具。（2）作物种子内部结构分析显微 CT 技术允许对种子进行无损检测，可以探索种子内部种皮、胚芽、胚乳等，并进行体积分析，帮助评估种子的萌发潜力、出芽率和质量。使用显微CT 技术预测番茄种子的萌芽潜力，发芽测试结果示例：正常幼苗、异常幼苗、死亡种子、未发芽种子。图片源于文献【2】。A）严重变形的胚胎，B) 轻微变形的胚胎，C) 严重缩小的胚乳，D) 侧向弯曲的子叶，即垂直方向 种子横切面，E）反折子叶，即种子内的一个或两个子叶急剧反折，F）胚乳中的孔，G）子叶中的裂缝，N）正常种子结构。图片源于文献【2】。复纳科技2.土壤结构及植物根系结构分析（1）土壤结构研究土壤团聚体微结构对土壤的物理、化学和生物特性有显著影响。显微CT 技术可以用于扫描土壤样品，获取土壤团聚体的三维图像，进而分析土壤孔隙度、孔隙分布、团聚体稳定性等特性。这对于评估土壤质量、指导土壤管理和改良措施具有重要价值。（A）非饱和多孔土壤团聚体的 X 射线计算机断层扫描（X 射线 CT）切面、饱和孔隙和非饱和孔隙以及颈部区域；（B）带根土壤的显微计算机断层扫描重建切面；（C）土壤核心中根网络的三维可视化；（D）利用同步加速器 X 射线 CT 表征土壤团聚体；（E）在体积密度为 1.3 g cm-3 的土壤微生态系统薄切片中 DAPI 染色的荧光假单胞菌细胞（亮蓝色）。图片源于文献【3】。（2）植物根系结构研究根系是植物的重要器官，用于从土壤中吸收水分和养分。为了有效地吸收水分和养分，植物发展了不同形态和功能的根系，如主根和侧根以及根毛。这些不同根系类型在土壤中的空间分布被称为根系结构（RSA）。显微 CT 技术可以深入研究植物根系结构、生长状态和吸收养分的情况。通过高分辨率的三维图像，科研人员可以观察到根系的分支、长度和形态，从而更好地理解植物在不同环境条件下的生长状况，为优化农业生产提供科学依据。利用显微CT 技术实现水稻根系结构的高通量三维可视化：(a) X 射线 CT 容积按比例放大的水平切片，使用核大小为 1、3、5、7 和 9 的三维中值滤波器进行过滤，图像上方的数字表示核大小，图像上的数字表示对比度与噪声比。最左侧图像中的箭头表示具有代表性的根碎片；(b) 模糊滤波器核大小对边缘检测的影响。图像上方的数字表示内核大小，箭头表示有代表性的树根片段，使用内核大小 5 时，白色箭头表示的树根几乎不可见，而使用大内核大小（如 57）时，黄色箭头表示的树根会粘连在一起；(c )图像处理后 CT 容积的水平投影，未进行阈值处理或尺寸开放；(d )图像处理后 CT 容积的水平投影，进行了阈值处理和尺寸开放。图片源于文献【1】。3.作物育种显微CT 技术可以无损地获取作物种子或组织的高分辨三维图像，使研究人员可以详细地分析作物内部结构和表型特征。它为作物遗传改良、功能基因研究、品质评价以及抗性机制研究提供了一种新的研究手段。随着技术的发展和应用的深入，显微CT 技术有望在作物育种中发挥更加重要的作用。使用显微CT 研究稻米垩白的形状和位置（a)。白腹（X220）、白核（X226）、白全（香早仙）和白背（X191）垩白精米；分别具有白腹（b）、白核（c）、白全（d）和白背（e）垩白的精米的横截面图像、重建的3D稻米图像和重建的3D垩白图像。红色箭头所示的深色区域代表稻米垩白的位置。图片源于文献【4】。4.病虫害防治显微CT 技术可以帮助研究人员在不破坏样品的情况下，观察植物内部的病虫害情况，如昆虫在植物体内的取食痕迹、病原菌的侵染路径等。这有助于开发更有效的病虫害防治策略和方法。复纳科技总体而言，显微CT 技术在农业领域的应用为农业科研和生产提供了全新的手段，通过对微观结构的高精度观测，为优化农业生产、改善土壤管理和提高农产品质量提供了重要的数据支持。未来随着技术的不断进步，显微CT 技术在农业领域的应用前景将更加广阔。三、关于 Neoscan 台式显微CTNEOSCAN 是一家专注于设计和生产显微 CT 仪器的公司，由 Alexander Sasov 创立于比利时。目前 NEOSCAN 推出三款显微 CT 产品：N60、N70、N80，可在不破坏样品的同时，得到样品的结构信息（空腔孔隙）、密度信息（组分差异），同时可以输出三维模型，进行仿真分析。N80 高分辨台式显微 CT参考文献【1】Shota Teramoto. et al. High-throughput three-dimensional visualization of root system architecture of rice using X-ray computed tomography . Plant Methods. 16, Article number: 66 (2020).【2】Laura Gargiulo. et al. Micro-CT imaging of tomato seeds: Predictive potential of 3D morphometry on germination. Biosystems Engineering 200, 112–122 (2020).【3】Ghosh Tridiv, Maity Pragati Pramanik, Rabbi Sheikh M.F., Das T. K., Bhattacharyya Ranjan.(2023).Application of X-ray computed tomography in soil and plant -a review. Frontiers in Environmental Science【4】3D Visualization and Volume-Based Quantification of Rice Chalkiness In Vivo by Using High Resolution Micro-CT. Rice 13, 69 (2020).

技术参数型号容 积（L）控温范围（℃）控温精度（℃）光照度（LX）备注PGX-80A80L0~500.53000单门、三层中空玻璃，内胆不锈钢，可配植物光，带锁。可定做30段温、时设置。光照度六级可调。PGX-80B12000PGX-80C22000PGX-150A150L0.53000PGX-150B12000PGX-150C22000PGX-250A250L0.53000PGX-250B12000PGX-250C122000PGX-250D30000PGX-350A350L0.53000PGX-350B12000PGX-350C122000PGX-350D30000PGX-450A450L0.53000PGX-450B12000PGX-450C122000PGX-450D30000 光照培养箱具有超温和传感器异常保护功能，保障仪器和样品安全 选配全光谱的植物生长灯，有利于植物的生长，提高抗病性。具有掉电记忆、掉电时间自动补偿功能 恒温控制系统，反应快，控温精度高。选购光照培养箱Z主要的核心参数是：①温度控制范围 ②湿度控制范围 ③光照强度①温度控制范围：由于光照培养箱会带上一个光照的功能，所以在看温度的时候当然就会分成两段，如果厂家直报一个温度范围给你，那我们就要谨慎选购咯，一般打开光照的情况下，温度范围会比不开光照情况下的窄，理由很简单开了光照温度会高一些。常见的一个情况是有光照温度范围在：10~50℃，无光照温度范围在：4~50℃。　　②湿度控制范围：湿度，是光照培养箱和人工气候箱Z大的区别所在，光照培养箱是不带湿度控制的，一般就只控制温度和光照，而人工气候箱是带控湿功能的，所以我们只要问问自己是否对湿度有控制的要求，就可以确定是选购光照培养箱还是人工气候箱了。根据实验的样本，常见的湿度范围是50-90%RH。　　③光照强度：光照强度会根据光照方式和灯管的数量有所不同，简单来说一般Z大的有0-30000LX，也有偏小一些范围的，我们选购的时候，主要还是根据自己的要求进行选购，并不是范围越大越好。光照培养箱的光照方式选购　　光照培养箱目前存在三种光照方式：　　种隔板式光照，即光照器位于隔板，每层带光照的隔板都可以均匀的接受光照。　　D二种光照，也就是在每一层门上带上光照功能。　　D三种是顶部光照，也就是在箱体的顶部放上光照功能，不过不推荐这种光照方式，理由很简单，由于每层隔板上会放置物体，所以会导致位于底层的物体无法均匀的受到光照的作用。　　在选购光照培养箱时，先问自己需要什么样的光照方式，其次是厂家的光照培养箱采用的是什么光照方式。光照培养箱的尺寸选购　　在选购光照培养箱大小的时候，通常需要考虑两个方面：　　是实验室摆放的位置。这点，需要我们去考虑光照培养箱外形的大小和实验室大小之间的关系，箱体能否进入实验室、能否摆放在实验室中。　　D二是实验的样品需要多少空间。这点，需要考虑的是箱体内胆的容积，现在光照培养箱小至150L，大至800L，甚至几个立方的试验室都可以定做，所以不用担心没有合适的大小，放心的确定自己想要尺寸的光照培养箱。大白菜性喜冷凉气候，对高温忍耐力不强。然而在我国南方和东南亚等生产大白菜的和地区要求大白菜具有较强的抗热性。因此在光照培养箱中研究大白菜的抗热性，有利于培育出抗热性的大白菜新品种。 近年来，我国育种家们开展了大白菜抗热方面的研究,推出的抗热性鉴定以田间结球性及热害症状为主要依据。由于温带地区很难创造适宜的田间环境，且田间鉴定时间长、效率低。所以试验需要在光照培养箱来完成。试验通过同工酶分析、组织结构观察，探讨大白菜抗热性与显微结构及生化指标变化之间的关系，为大白菜及十字花科蔬菜抗热性早期鉴定提供理论基础。 采用6个大白菜材料，在田间高温鉴定及光照培养箱热胁迫下鉴定热害症状的基础上，开展了主要鉴定指标的研究，结果表明：POD及SOD同工酶带的变化与大白菜抗热性密切相关。通过制作石蜡切片，利用光学显微镜进行组织结构研究表明，在受到热胁迫后，叶片中脉处的维管束导管、茎的皮层薄壁细胞及木质部导管的变化可用来鉴定大白菜的抗热性。大白菜性喜冷凉气候，对高温忍耐力不强。然而在我国南方和东南亚等生产大白菜的和地区要求大白菜具有较强的抗热性。因此在光照培养箱中研究大白菜的抗热性，有利于培育出抗热性的大白菜新品种。 近年来，我国育种家们开展了大白菜抗热方面的研究,推出的抗热性鉴定以田间结球性及热害症状为主要依据。由于温带地区很难创造适宜的田间环境，且田间鉴定时间长、效率低。所以试验需要在光照培养箱来完成。试验通过同工酶分析、组织结构观察，探讨大白菜抗热性与显微结构及生化指标变化之间的关系，为大白菜及十字花科蔬菜抗热性早期鉴定提供理论基础。 采用6个大白菜材料，在田间高温鉴定及光照培养箱热胁迫下鉴定热害症状的基础上，开展了主要鉴定指标的研究，结果表明：POD及SOD同工酶带的变化与大白菜抗热性密切相关。通过制作石蜡切片，利用光学显微镜进行组织结构研究表明，在受到热胁迫后，叶片中脉处的维管束导管、茎的皮层薄壁细胞及木质部导管的变化可用来鉴定大白菜的抗热性。