植物表型是指能夠反映植物細胞、組織、器官、植株和群體的結構及功能特征的物理、生理和生化性質，其本質實際是植物基因圖譜的時序三維表達及其地域分異特征和代際演進規(guī)律（趙春江，2019）。高通量植物表型平臺是制約現(xiàn)代農業(yè)發(fā)展的瓶頸之一。農業(yè)農村部《數(shù)字農業(yè)農村發(fā)展規(guī)劃（2019—2025年）》明確指出“開展動植物表型和基因型精準鑒定評價，深度發(fā)掘優(yōu)異種質、優(yōu)異基因，構建分子指紋圖譜庫，為品種選育、產(chǎn)業(yè)發(fā)展、行業(yè)監(jiān)管提供大數(shù)據(jù)支持”，“結合數(shù)字化智能育種輔助平臺，挖掘基因組學、蛋白組學、表型組學等數(shù)據(jù)，制定針對定向目標性狀優(yōu)化育種方案，加快“經(jīng)驗育種” 向“精確育種”轉變，逐步實現(xiàn)定制設計育種”。

軌道式高通量植物表型平臺TraitDiscover是慧諾瑞德近期推出，為溫室和田間的高通量植物表型測量設計的表型平臺，可以集成多種表型傳感器進行全自動測量。根據(jù)系統(tǒng)設計的大小，一套系統(tǒng)每天可測量幾百株、數(shù)千株甚至上萬株植物，或成百上千個小區(qū)。不僅可直接掃描種植在田間土壤的植物，同時還可掃描盆栽植物。

平臺可以集成的傳感器包括葉綠素熒光成像儀、光合表型測量儀、三維激光掃描儀、激光雷達、高光譜相機等等。

平臺完全根據(jù)客戶的實際需求進行定制化設計，既可以用非常合理的信噪比以準確地獲取表型信息，也達到了在有限的時間段里高通量地獲取植物的表型信息。
 

功能特性
 

• 專為溫室或田間中尺度高通量植物表型測量設計的表型平臺
• 基于“Sensor-to-Plant”理念設計，植物不需移動，最接近于自然生長狀態(tài)
• 全自動測量
• 可以集成各種先進的傳感器
• 通量高、性價比高
• 既可以測量盆栽植物，也可以測量小區(qū)

測量參數(shù)
 

• 光合表型測量儀測量參數(shù)：光系統(tǒng)II功能光吸收截面積、光合電荷分離產(chǎn)量、光合電子傳遞動力學、光系統(tǒng)II反應中心能量轉換率、PQ庫大小、光系統(tǒng)II受體側類胡蘿卜素淬滅、光系統(tǒng)II供體側P680+淬滅、光響應曲線的初始斜率、飽和點、最大電子傳遞速率等。
• 葉綠素熒光成像儀測量參數(shù)：Fo成像、Fm成像、Ft成像、Ft=5min成像、Fm’成像、Fv/Fm成像、Fq’成像、ΦPSII成像、ΦRO成像、NPQ100成像、qN成像、qP成像、Rfd100成像等，能夠自動計算Fv/Fm平均值、低于Fv/Fm的面積百分比、ΦPSII平均值、低于ΦPSII的面積百分比、NPQ100平均值、高于NPQ100的面積百分比、Rfd100平均值、低于Rfd100的面積百分比等參數(shù)。
• 三維激光掃描儀測量參數(shù)：植物高度、3D葉面積、投影葉面積、數(shù)字生物量、葉片角度、葉面積指數(shù)、光穿透深度、葉片蓋度等。

安裝實例

主要技術參數(shù)
 

• 植物高度：定制化設計，最高2.4m
• 掃描區(qū)域，寬度可達20m，長度可達100m，可以定制化設計
• 傳感器類型：定制
• 運行速度：0-10 m/min，可軟件控制速度，加速減速線性控制
• 掃描方式：主梁及小車運行均采用齒輪齒條傳動，伺服電機配RV減速機輸出動力，在掃描區(qū)域內，可上位機隨意編程，設定掃描模式
• 定位精度：小于1 mm
• 供電：220V/50HZ或380V/50HZ
• 功耗：大車運行電機功率為370W，小車運行電機功率為80W
• 可搭載傳感器：包括可見光相機、多光譜相機、三維激光掃描儀、光合表型測量儀、葉綠素熒光成像儀、激光雷達、高光譜相機等，根據(jù)客戶需求定制

測量數(shù)據(jù)
 

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