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博普特植物表型组学多维度解决方案介绍（一）

2020.4.04

未来几十年中，由于人口暴增、气候变化、耕地限制、环境资源短缺等因素的影响，人类面临巨大的粮食挑战。需要从两方面考虑来提高作物生产力：改良育种和栽培管理。对作物功能的描述和深入理解是高效改良育种和优良栽培管理的基础。将作物功能性状与基因组关联起来，将加速针对特定环境和管理方式的设计育种过程，以及加速遗传资源的挖掘过程。同理，对植物功能的深入了解将极大促进作物的栽培管理。作物功能模型可以集聚上述知识，促进特定环境下的植物生长管理。

植物表型

指的是植物遗传在特定环境下表达出来的植物特性，包括结构、生化、能量传递过程等。植物表型组学可以认为是研究植物表型特征的科学，涵盖器官、植株、冠层功能等多种尺度。

植物表型组学是一种跨学科的科学，涵盖生理学、生物学、遗传学、统计学、计算机科学、计量学和其它相关学科。

植物表型成像系统的出现是学科发展的必然结果，便携式、经济型植物表型分析设备已经成为一种趋势，在田间长期值守的进行数据采集的设备广受研究人员关注，在这个领域Aquation的自开合叶绿素荧光值守测量系统、Videometer Portable手持式多光谱测量系统以及Hiphen IoT田间多光谱测量值守系统代表了业界最高水准，田间环境表型分布式测量系统，也逐渐为广大客户所接受。

WIWAM温室植物表型成像系统集植物自动传送技术、自动浇灌称重技术、叶绿素荧光成像技术、多光谱激光雷达成像技术、高光谱成像技术、RGB成像技术，同时可实现根窗技术全自动根系表型观测，高通量、无损伤、全自动、全方位实验观测分析植物形态结构与生理功能形状表型，成为国际著名表型组学与遗传育种顶级科研机构的重要平台，如比利时VIB所、比利时根特大学、澳大利亚表型组织、拜耳作物等等。

WIWAM移动式植物表型成像系统

WIWAM Mobile移动式植物表型成像系统（WIWAM Mobile）为知名大型移动式植物表型成像系统，4轮驱动，以便于大田移动，适于温室及野外作物原位表型成像分析测量，具备WIWAM几乎所有成像分析功能及表型大数据数据库等。标配为RGB成像分析、叶绿素荧光成像分析、多光谱成像，可选配高光谱成像、红外热成像、激光雷达成像等功能模块，成像高度可调（标配最高植株高度可达1.5m），是田间作物高通量表型分析、植物生理生态研究的重要仪器设备，因采用了适合田间的传感器，可直接对野外植物或田间栽培作物进行原位成像测量分析。

WIWAM Imaging Box台式植物表型成像系统

WIWAM台式植物表型成像系统具备所有WIWAM植物表型成像分析功能，包括3D RGB成像分析、3D多光谱激光雷达成像分析、叶绿素荧光成像分析、高光谱成像分析（400-1700nm）、红外热成像分析，可进行对植物进行3维表型成像分析。适于实验室或温室作物表型成像分析研究。

Phenomobile移动式植物表型成像分析平台

Phenomobile移动式植物表型成像分析平台户外植物表型成像分析专门设计，采用手工推动或马达脚轮驱动方式，方便大型温室内或户外不同区域间移动使用，极大地提高了载样方便性和使用效率，所采用传感器为适应户外使用传感器，可在自然光条件下对植物样品进行成像分析，Phenomobile标配包括4个功能模块：多光谱成像模块、3D激光扫描三角测量、RGB 3D成像测量、高光谱成像模块，以提供完备的作物表型3D建模与成像测量分析。

Phenomobile全自动植物表型成像机器人

全自动植物表型成像机器人系统Phenomobile

该Phenomobile植物表型成像车为法国Hiphen公司自主研制，专有软件分析系统，是当今世界上自动化程度最高、最先进的高通量田间表型成像系统。

系统设计可在2.5m宽通道运行，远程聚焦可达12m，可向各个方向移动，测量头高度可在1.0-4.5m之间进行调整。Phenomobile可沿微型田块按照预设轨迹运行，因彩页了RTK GPS定位，精度可达厘米级。

技术参数

重量	7.85t	转弯半径	3m
宽	2.46m	通量	大于100个微型田块/小时
长	5.2m	驱动	柴油驱动液压与电气系统
高	3.15m	履带	4个动力转向履带
最大速度	12km/h	温控	空调箱
自主运行	10h	履带设计	履带设计防破坏土壤

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田间多光谱表型测量平台

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Hiphen田间物联网IoT是无线传感器的独特组合，用于不间断监控植物和环境状态。Hiphen解决方案之一就是实现田间试验的实时监控。土壤和环境条件是植物生长的重要因素，Hiphen的IoT系统设计了各种传感器，包括气象、土壤条件、PAR以及RGB图像，数据15分钟传输一次。日常数据和图像由田间IoT传感器采集，图像处理后，获得的有价值变量用于试验决策支持。变量以易于解读的图表在Hiphen科学网站界面上显示，每天进行更新。

以下是采用该IoT系统对西红柿NDVI植被指数、土壤湿度、土壤温度等进行监测的实例

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Airphen遥感植物表型分析平台

Airphen遥感植物表型分析平台搭载Airphen多光谱相机、RGB成像、红外热成像等单元组成的近地遥感植物表型成像分析平台，可与地面Hiphen IoT、地面环境遥感平台、叶绿素荧光长期监测系统等组合使用，从叶片水平到冠层水平，全面、高通量、无损伤观测分析植物表型。作为世界最顶级多光谱成像系统Hiphen公司中国区总代理和技术中心，博普特将为广大客户提供从温室到室外、从便携到高通量的植物表型成像产品和系统解决方案。

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台式多光谱植物表型成像系统

VideometerLab型多光谱表型成像系统多光谱成像传感器是近几年研究用于监测不同环境中农作物和植被的有效工具。植物的生理学，形态学或生物化学信息可以通过非接触的方式以及不同尺度下评估。例如，利用多光谱传感器用于植物表型分析或精准农业中的生理胁迫研究。多光谱成像传感器是近几年研究用于监测不同环境中农作物和植被的有效工具。植物的生理学，形态学或生物化学信息可以通过非接触的方式以及不同尺度下评估。例如，利用多光谱传感器用于植物表型分析或精准农业中的生理胁迫研究。截至目前，市面上有各种非成像和成像高光谱传感器可供选择，这些仪器进行测量的过程相当复杂，高光谱数据处理复杂，迫切需要波段较多的手持式多光谱表型成像系统，因此，现代化检测及研究中对易于用户操作的多光谱传感器的需求日益增加。 Videometer可一致地获得了高质量多光谱数据。同时，Videometerlab还可以实现对植物表型的鉴定以及病害研究检测等，在植物科学研究及其他领域具有无限可能。

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博普特植物表型组学多维度解决方案介绍（一）

周锦帆