高通量植物分蘖测量系统-高通量植物表型

RAP-PT-V2高通量植物分蘖测量系统

高通量植物分蘖测量系统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；以及株高、株型、颜色、生物量等植株性状参数。以微型CT和RGB成像为基础，结合农业应用实践重新设计，主要包括自动传送系统、X-射线发射器、X-射线检测器、自动旋转平台、伺服电机控制器和电脑工作站。测量时利用传送系统将被测植株传送至旋转平台，通过电脑工作站对伺服电机控制器进行调控，使之稳定匀速驱动旋转平台进行360°自动旋转，图像自动获取、存储和分析，整个测量过程大约3分钟完成。

系统配置参数

Micro-CT成像单元主要技术参数:

视野面积：25 x 20 cm

Z小焦点尺寸：约0.035 mm

实际工作电压（kV）：40

实际工作电流（mA）：1

剂量当量率：0.06 μSv/h

RGB成像单元主要技术参数:

视野面积：1607 mm (height) x 1347 mm (width)

分辨率：2452 (height) × 2056 (width)

镜头焦距：8 mm

每株水稻拍摄图像帧数：20

物距：1520 mm

系统结构图

图(a)高通量植物分蘖测量系统整体结构图，图(b)x-ray单元及RGB单元布局设计，图(C)不同角度的水稻样品，图(d)不同角度的x-ray投影图像采集，图(e)正弦图获取，图(f)重建投影图，图(g)图像分割处理，(h)分蘖数、分蘖大小、分蘖形形状提取，（i）分蘖角度计算，图(j)水稻植株表型和分蘖表型性状。

系统自动测量结果与人工测量值相关性分析，分蘖数量、分蘖直径、茎壁厚与人工测量值之间的相关性达到0.857、0.959、0.995.

水稻分蘖和拔节期动态分析结果，图(a-i)是水稻在9个不同的生长点下RGB图像和CT重建图像，图(j-m)总的分蘖面积、拔节初期样品数量、绿色值以及平均分蘖角度与其各自对应的一阶导数在9个不同生长点的分析。

在分蘖盛期总分蘖面积的增长率(AGRTTA_5)、分蘖总面积(TTA_5)、分蘖数量性状GWAS分析结果。

在9个不同的时期，平均分蘖角度(MEANTA)的GWAS分析结果。