PlantScreenYaban Yüksek Akım Bitki Fenotip Analizi Platformu

——Field-based High-throughput Phenotyping PlatForm

Yaban büyüyen bitkiler için hızlı, doğru ve yüksek akım hasarlı olmayan çoklu özellikli fenotip analizi yetenekleri oluşturmak, 21. yüzyılda bitkilerin genetik üremesinin karşılaştığı en büyük zorluklardır (Andrade-Sanchez et al. 2014, Furbank and Tester 2011, Houle et al. 2010). Yaban alandaki yüksek akım bitki fenotip analizi platformu, genetik, biyoteknoloji, bitki yetiştirme ve bitkilerin iklim değişikliği, toprak ve tarım yönetimine tepki araştırmalarının izlenmesi, özellikle de modern tarım ve akıllı tarım için son derece önemlidir.

PlantScreenYaban yüksek akım bitki fenotip analizi platformu, otomatik kontrol sistemi, klorofil floresan görüntüleme ölçüm analizi, bitki termal görüntüleme analizi, bitki yüksek spektrumlu analizi, RGB renkli görüntüleme analizi ve Internet + fenotip büyük veri platformu gibi modern ileri teknolojileri entegre etmek için, yaban bitkilerinin in situ yüksek akım fenotip analizi ölçümünü, bitki zorlama tepkisini ve bitki direnci görüntüleme analizi ölçüm taramasını, bitki büyüme analizi ölçümünü, özellik tanımlamasını ve bitki fizyoekolojik analizi araştırmalarını en iyi şekilde gerçekleştirir. Dünyanın ilk bitki klorofil fluoresans görüntüleme sistemlerini geliştiren ve üreten üretici olarak, PSI, bitki fenotip görüntüleme analizi alanında küresel bir teknoloji öncüsüdür.PlantScreenBitkilerin fenotip analizi ve fonksiyonel görüntüleme analizi için en gelişmiş aletler.

Özellikleri:

1) Çok işlevli sensör platformu, klorofil floresan görüntüleme, RGB görüntüleme, kızılötesi termal görüntüleme, LiDAR、 Yüksek spektrumlu görüntüleme gibi çeşitli gelişmiş yüksek kaliteli sensör cihazları, kapsamlı analiz:

a) Yapısal fenotip analizi (RGB görüntüleme ve LiDAR)

b) Fonksiyonel fenotip analizi (klorofil fluoresans görüntüleme)

c) Şekil ve Büyüme Değerlendirmesi (RGB Görüntüleme ve LiDAR)

d) Fotosentez (klorofil fluoresans görüntüleme)

e) Biyolojik zorlama ve biyolojik olmayan zorlama yanıtları (klorofil floresan görüntüleme, yüksek spektrumlu görüntüleme, kızılötesi termal görüntüleme)

f) Fizyo-ekolojik görünümler fotosentez fizyolojisi, pore dinamiği, biyokimyasal metabolik göstergeler vb. (klorofil floresan görüntüleme, yüksek spektral görüntüleme, kızılötesi termal görüntüleme)

2) Dünyanın önde gelen FluorCam klorofil floresans görüntüleme teknolojisi, bitkilerin fizyolojik ve ekolojik fonksiyonel özelliklerinin zorunlu bir analitik teknolojisidir ve akıllı LED ışık kaynağı, gündüz otomatik görüntüleme ile klorofil floresans ve fotosentez verimliliğini ölçebilir. 35cm x 35cm'ye kadar görüntüleme alanı (müşteri özelleştirilebilir 80cm x 80cm) ile eşsiz yüksek hassasiyetli klorofil floresan görüntüleme lensi ile donatılmış, dünyanın en büyük tek klorofil floresan görüntüleme alanıdır.

3) Traktörlere taşınabilir otomatik görüntüleme analizi için monte edilebilir veya örnek bantı yörüngesi boyunca otomatik olarak çalışırken özel otomatik çalışma platformuna örnek bantı tam kaplama otomatik tarama görüntülemesi ve çevrimiçi analizi için monte edilebilir

4) Fenotip analizi büyük veri platformu, sistem kontrolü, veri toplama, veri işleme analizi ve görselleştirme çevrimiçi görüntüleme, veritabanı vb.

5) PSI Fenotip Araştırma Merkezi uzman ekibi teknik destek, her yıl ABD ve Avrupa'da ayrı bir Dünya Bitki Fenotip Atölyesi düzenler

6) İsteğe bağlı bir drone teknolojisi (UAV tabanlı) PhenoUAS drone yüksek akım fenotip analizi platformu ile birlikte kara tabanlı fenotip analizinin geniş hava alanlarına hızlı fenotip analizi yapmasını sağlar

7) Çevre koşulları ve fenotip özellikleri arasındaki ilişkiyi kapsamlı bir şekilde analiz etmek için toprak meteorolojisi izleme istasyonu ile isteğe bağlı

8) Bitki fotosentezi ve meyve büyümesi gibi bilgileri eşzamanlı olarak izlemek için bitki fizyolojik-ekolojik izleme sistemi ile isteğe bağlı

9) Hassas ağırlık, toprak nemliği izleme, otomatik sulama vb için otomatik tartım dijital kültür vasası ile isteğe bağlı olabilir

Ana teknik göstergeler:

1. Bütünleştirilmiş çok işlevli otomatik görüntüleme analizi platformu, akıllı LED ışık kaynağı ve klorofil floresan görüntüleme modülü, RGB görüntüleme analizi modülü ve kızılötesi termal görüntüleme, LiDAR lazer tarama, yüksek spektrum ve diğer seçenekli görüntüleme modülleri entegre etmektedir. İşletim sistemi tarafından otomatik çalışma, otomatik sınıflandırma depolama, otomatik çevrimiçi analiz vb.

2. Klorofil Floresans Görüntüleme Analizi (Standart):

a) 3 renkli akıllı LED uyarıcı ışık kaynağı, 620nm darbe ölçüm ışığı, beyaz fotokimyasal ışık ve maksimum doymuş ışık parıltı, 735nm kızılötesi ışık Fo 'vb ölçüm için

b) GFP görüntüleme ölçümü gibi çok spektrumlu çok bantlı fluoresans ölçümleri için mavi ışık kaynağı ve 7 bit filtre tekerleği ile isteğe bağlı

c) Özel yüksek hassasiyetli CCD klorofil floresan görüntüleme sensörü, çerçeve frekansı 50fps'ye kadar, etkili bir şekilde klorofil floresan geçici yakalamak, çözünürlük 720x560 piksel, A / D 12 bit, video modu ve anlık görüntü modu; Yüksek çözünürlüklü CCD, 1360x1024 çözünürlük, 20fps çerçeve frekansı, 16 bit A/D ile isteğe bağlı

d) Tek görüntüleme alanı 35x35cm

e) Görüntüleme ölçüm parametreleri: Gece karanlık uyarlama ölçümü ve gündüz ışığına uyarlama ölçümü yapılabilir. Fo, Fm, Fv, Fo’, Fm’, Fv’, Ft, Fv/Fm, Fv’/Fm’, Phi_PSII, NPQ, qN, qP, Rfd Bitkilerin fotosentezi verimliliği, uygunluğu, biyolojik ve biyolojik olmayan zorlama ve bitkilerin direnci, dayanıklılığı vb. analiz etmek için klorofil floresans parametreleri

f) Fv/Fm, Kautsky indüksiyon etkisi, floresan söndürme analizi gibi tam otomatik ölçüm prosedürleri (protokoller) ve ölçüm parametreleri, Fv/Fm gibi ölçüm süresi sadece 10 saniye

g) Sütun grafikleri, ölçüm parametreleri grafikleri, veri tabloları vb. dahil olmak üzere klorofil floresan veri çevrimiçi analizi, özel görüntü bölme ve diğer özelliklere sahiptir, farklı zaman ölçekleri (örneğin gün, ay, büyüme mevsimi vb.) için çok parametreli dinamik analiz yapabilir

h) gerçek iki boyutlu senkronize görüntüleme, elde edilen klorofil floresans parametreleri gerçek piksel noktasına dayanan iki boyutlu dağıtım parametreleridir, basitleştirilmiş "lazer indüksiyon görüntüleme" (avantajı hafiflik, enerji tasarrufu) sadece bir boyutlu görüntüleme (nokta veya hat), iki boyutlu görüntüleme senkronize edilemez, çevre faktörlerine hassas (örneğin rüzgar şiddetli hatalar oluşturur), görüntüleme parametreleri sadece analog parametrelerdir (lazer taramasına göre hızlı ölçüm floresans ve yavaş ölçüm floresans gerçekten en az ve maksimum floresans değildir, elde edilen parametre "ışık kuantum üretimi" yalnızca kalibrasyon sonrası parametreleri için kullanılması gereken analog ışık kuantum üretimi), tek ölçüm parametreleri (yalnızca hızlı ölçüm floresans ve yavaş ölçüm floresans ve bu nedenle hesaplanan analog ışık kuantum üretimi veya ışık kuantum verimliliği), Teknik olgunluk (referans bulunamadı) gibi sorunlar

i) Dünyada bitkilerin yüksek akım fenotip analizi için en çok kullanılan ve yayınlanan teknik araçtır

3. RGB görüntüleme analizi (standart): bitki şekli, renk yeşilliği vb görüntüleme analizi, çözünürlük 5Mpx ve otomatik olarak bitki çiçekleri sayısı, pirinç parçaları vb istatistiksel analiz yapabilir, ana analitik ölçüm parametreleri şunlardır:

Yaprak Alanı (Leaf Area: Useful for monitoring growth rate)

2) 植物紧实度／紧密度（Katılık/Kompaktlık. Bitkinin konveks gövdesi tarafından kaplı alan ve gerçek bitkinin kaplı alanı arasındaki oranı）

3) 叶片周长(Yaprak Çevresi: Temel yaprak şekli ve genişliği değerlendirmesi için özellikle yararlı (yaprak alanı ile birleştirilmiş)

4) 偏心率(Eksantrisite: Bitki şekli tahmini, skalar sayısı, elipsin eksantrisitesi bitki ile aynı saniye anları ile (0...daire, 1...çizgi segmenti))

5) 叶圆度 (Yuvarlaklık: Yaprak alanı ve çevre arasındaki oranın değerlendirilmesine dayanarak. Yaprak yuvarlaklığı hakkında bilgi verir)

6) 叶宽指数(Orta Yaprak Genişliği Endeksi: Yaprak alanı bitki iskeletine orantılı (yani yaprakın çizgi segmentine azalması))

叶片细长度SOL (Yaprakların inceliği)

8)植物圆直径（Daire Çapı. Bitkiyle aynı alana sahip bir dairenin çapı）

Convex Hull Area (Sıkışlık değerlendirmesi için yararlı)

10) 植物质心(Centroid. Bitki kütlesi konumunun merkezi (özellikle eksantriklik değerlendirmesi için yararlı))

Düz Endeksi (Flattening Index)

2. Nispeten büyüme oranı (Relative growth rate)

13) Yeşillik indeksi ve sınıflandırma analizi (koyu yeşil, sağlıklı yeşil, açık yeşil vb.)

Bitki Fitness Değerlendirmesi için Renk Segmentlemesi (Color segmentation for plant fitness evaluation)

15) Diğer özellikler ve renk sınıflandırma dinamik analizi

4.3D lazer tarama analizi (isteğe bağlı): bitki yapısı fenotip analizi için, bitki yapısı, biyokütle, yaprak sayısı, yaprak alanı, yaprak eğim açısı, bitki yüksekliği ve diğer çeşitli morfoloji yapı parametrelerini otomatik olarak analiz etmek için

5. Kızılötesi termal görüntüleme analizi (isteğe bağlı): Odaklı düzey dizisi mikro termal radyometr, çözünürlük 640 × 480 piksel, bant 7.5-13μm, sıcaklık aralığı -20 – 120 ℃, çözünürlük <0.05 ℃ @ 30 ℃ / 50mK, görüntüleme alanı 35x35cm, bitkilerin ışık radyasyonu koşullarında koroner sıcaklık dağılımını görüntülemek ve bitkilerin bozukluk iletkenlik dinamiklerini analiz etmek, kuraklık zoru ve kuraklığa karşı dayanıklılık değerlendirmesi vb. İyi sıcaklık, bitkilerin uzun süre yüksek ışık radyasyonuna veya düşük su koşullarına dayanabilmesini sağla

6. Yüksek spektral görüntüleme analizi (isteğe bağlı): dalga uzunluğu aralığı 380-1000nm, spektral bant sayısı (dalga sayısı) 675 bant, görüntüleme ve analiz edilebilir Normalized Difference Vegetation Index (NDVI), Basit Ratio Index (Denkleme: SR = RNIR / RRED), Geliştirilmiş Klorofil Emme Yansıtma Endeksi (MCARI1), Denkleme: MCARI1 = 1.2 * [2.5 * (R790- R670) - 1.3 * (R790- R550)], Optimized Soil-Adjusted Vegetation Index (OSAVI), Denkleme: OSAVI = (1 + 0.16) * (R790- R670) / (R790- R670 + 0.16), Fotokimyasal Vegetation Yansıtma Endeksi (PRI), Denkleme: PRI = (R531- R570) / (R531 + R570) vb.

7. Yaban hareketli platform: platform kolu 12m genişliği, çok işlevli görüntüleme platformu hareketli platformun sol sağında otomatik olarak görüntüleme analizi tarayabilir, 10 m genişliğine kadar örnek bantını otomatik olarak tarayabilir, her tarama görüntüleme alanı 10x0.35m (3.5m2) kadar olabilir, bir tarama süresi 1 dakikadan birkaç dakikaya kadar tamamlanabilir (deneysel ölçüm prosedürü Protokolüne bağlı olarak), hareketli platform yörünge boyunca otomatik olarak çalışabilir, çalışma mesafesi prensip olarak sınırlı değildir (yörünge uzunluğu ile sınırlı); Mobil platform yüksekliği 2.5m, çok işlevli görüntüleme platformu farklı yüksekliklerde mahsulat görüntüleme analizine uyum sağlamak için yükseklik ayarlanabilir; Mobil platform 4 kauçuk tekerlek hem yörüngede kontrol sistemi aracılığıyla otomatik olarak çalışabilir ve görüntülemeyi otomatik olarak tarayabilir, aynı zamanda genel zemin üzerinde hareket etmek, bükmek vb., 75x20m örnek alanı için, mobil platform, çok işlevli görüntüleme platformunu bir kerede 75x10m örnek bantını tamamlayabilir, ardından el ile bükmeden sonra otomatik olarak diğer yarısı 75x10m görüntüleme analizini tamamlayabilir; 2 cm'ye kadar GPS sistemi ile donatılmış, ölçüm verileri, konum, zaman vb. yazılım aracılığıyla otomatik olarak kaydedilir, dizel jeneratörü tarafından tüm platformu hareket ettirebilir

8. Çevre ölçüm sensörü ağı ile isteğe bağlı, PAR kaydı, çevre CO2 konsantrasyonu, hava sıcaklığı, nem, yağmur ve toprak nemi gibi otomatik olarak izleyebilir.

Sistem Kontrol ve Veri Alma Analiz Sistemi (Fenotip Büyük Veri Platformu):

1) Kullanıcı Dostu Grafik Arayüz

2) GPS konumlandırma fonksiyonu uzay dağılımı bilgilerini zamanında uzay dağılımı şeklini analiz edebilir

3) Kullanıcı tanımlı, düzenlenebilir otomatik ölçüm programları (protokoller) ile çeşitli olgun protokoller yerleştirilmiştir, kullanıcı ayarlarına göre tüm deneyleri otomatik olarak tamamlar. Veri sonuçları otomatik olarak depolanır ve analiz edilir ve analiz edilen veriler otomatik olarak dinamik eğriler şeklinde görüntülenebilir

4) MySQL veritabanı yönetim sistemi, on milyonlarca kaydı olan büyük bir veritabanı işleyebilir, çeşitli depolama motorlarını destekler ve ilgili veriler otomatik olarak veritabanındaki farklı tablolarda depolanabilir

5) Varsayılan programla tüm ölçümler yapılabilir, geliştirme araçları aracılığıyla özel bir iş süreci oluşturabilir veya LED ışık kaynağının açılması veya kapatılması, RGB tarama görüntülemesi, klorofil floresan görüntülemesi vb.

6) Deneysel programlar (protokoller) başlangıç tuşları, son tuşları ve duraklama tuşları vardır

7) Sistem, internet üzerinden kablosuz uzaktan kontrol edilebilir, kullanıcıların internet üzerinden uzaktan erişimine, deney tasarımının veri işlenmesine, indirilmesine ve değiştirilmesine izin verir, kullanıcı hakkı sınıflandırma fonksiyonuna sahiptir, diğer kişilerin yanlış kullanımının deneyi etkilemesini önler

Kaynak: PSI Avrupa

Uygulama Örnekleri:

Uygulama FluorCamKlorofil floresans teknolojisi, bitkilerin fotosentezi (CO2 asimilasyonu) A'yı izlerken, yaban bitkilerinin farklı mevsimlerde uzun vadeli izlenmesi için in situ, sonuçlar aşağıdaki şekillere bakın. FluorCam klorofil floresans teknolojisi, uyarıcı ışık darbesi modülasyonu teknolojisi, yüksek hassasiyetli CCD sensörü (örnekleme frekansı saniyede 50 kereye kadar) teknolojisi ve akıllı LED ışık kaynağı kullanarak geniş alanlar (çerçeve başına görüntüleme alanı 35x35cm ile standart olarak) Bitkiler / bitkiler görüntüleme analizi, yaban alanında hem gece karanlık adaptasyon koşulları altında klorofil floresan görüntüleme analizi yapabilir, hem de çevre ışığına uyum koşulları altında klorofil floresan görüntüleme analizi yapabilir, basit lazer indüksiyon klorofil floresan ölçümünden daha fazla fonksiyonel avantajı vardır (bir noktalı veya çizgili tek renkli uyarıcı ışık kaynağı ile klorofil floresanı uyarır ve ölçür, avantajı enerji tasarrufu ve daha hafif olabilir), sadece ölçüm parametreleri değil, çeşitli klorofil floresan deney prosedürü görüntüleme ölçüm analizi yapabilirsiniz, aynı zamanda bir iki boyutlu görüntüleme (gerçek görüntüleme analizi) noktalı veya çizgili uyarıcı ışık taraması nedeniyle klorofil floresan ölçümünün sinkronizasyonundan kaçınır, yaban rüzgar fırlama çözünürlüğünü

Ek: Diğer yaban fenotip görüntüleme analiz sistemleri:

1)PhenoUASDrone Yüksek Akım Ekim Fenotip Analiz Platformu

2)FluorCamYaban Mobil Klorofil Floresans ve RGB Görüntüleme Analiz Sistemi

3)FluorCamBant taramalı klorofil floresans ve RGB görüntüleme analiz sistemi (Kızılötesi termal görüntüleme ile isteğe bağlı)