南宫NG28

  PlantScreen XYZ三维移动式植物表型成像分析系统基于Sensor-to-Plant运行模式设计。叶绿素荧光、RGB、红表热成像、高光谱、激光雷达等多种表型成像传感器均装置在一个扫描成像平台上。扫描成像平台通过机械装置能够在XYZ三个方向自由移动，凭据下方样品的地位、高度自动调整并丈量。这一系统的利益在于样品能够种植在样品盆中，也可直接种在泥土中，还能够进行水培。系统的大幼可矫捷定造，可装置在温室中，尤其适于装置在人为气象室或大型步入式造就箱中。

左图：韩国国度农业科学院的PlantScreen XYZ三维移动式植物表型成像分析系统，装置在Fytoscope大型步入式造就室中
；右图：PSI表型钻研中心的PlantScreen XYZ三维移动式植物表型成像分析系统，装置在温室中

  PlantScreen XYZ三维移动式植物表型成像分析系统已在欧洲、亚洲、澳洲等多国装置运行并获得了一系列钻研成就。本文我们重要通过几个种子活力评估与种苗抗逆钻研的有关案例，来介绍PlantScreen XYZ系统的职能特点：

案例一、捷克帕拉茨基大学：利用高通量表型成像系统对拟南芥种子萌发与种苗活力进行高通量陆续检测

1. 高通量表型种质资源活力评估步骤的索求

捷克帕拉茨基大学（Palacký University Olomouc）是较早使用高通量表型成像技术进行种质资源活力评估的科研单元之一。钻研人员使用一套PlantScreen XYZ三维扫描植物表型成像分析系统在严格节造造就前提的情况下，对多孔板上萌发的拟南芥幼苗进行分歧浓度的盐胁迫处置，同时进行陆续RGB成像，调查其在9天成长过程中的状态变动。

左图：多孔板筛选拟南芥成长的高通量表型步骤
；中图：尝试丈量过程与RGB成像图
；右图：帕拉茨基大学设备的PlantScreen XYZ植物表型成像分析系统

  了局批注，拟南芥种苗面积增长和相对成长率（RGR）随盐浓度升高而降落，同时发现显著的营养前提与盐胁迫交互作用。高浓度盐胁迫下，拟南芥种苗出现显著黄化与殒命。而高营养水平可能会加沉盐离子毒害效应。

盐胁迫下拟南芥种苗的绿色面积、相对成长率和存活率动态变动

  这一高通量种质活力检测步骤的优势在于：通量高，单次运行可测上万株样品
；速度快、功夫分辨率高，最快可做到 2 幼时级监测
；沉复性好，幼苗成长同步化、环境尺度化，多沉复间差距极幼，数据不变靠得住
；RGB成像不危险植株，可持久跟踪统一批个别，可能与高光谱、叶绿素荧光等其他表型成像传感器联用。

2. 利用高通量表型评估步骤评估生物刺激素对种子萌发、种苗成长与抗逆的作用

  在后续的钻研中，帕拉茨基大学又进一步钻研了多胺、氨基酸、蛋白水解物等生物刺激素对拟南芥种子进行预处置，是否能提高种子萌发率与盐胁迫抗性。除了利用RGB成像分析状态学数据，钻研人员还利用反射光谱道理推算了归一化绿红差值指数NGRDI、绿色指数GLI、可见光大气阻抗植被指数VARI等植被指数，用于调查拟南芥的营养情况和胁迫耐受性。了局发现，这些生物刺激素对拟南芥种子活力与盐胁迫抗性的影响不一。其中腐胺（Put）在所有浓度和处置前提下均阐发最优，既是强促成长剂，又是有效胁迫缓解剂。其他生物刺激素，有的只有在特定浓度能力阐扬效应，有的则仅能推进成长。

  这一钻研证了然PlantScreen XYZ三维扫描植物表型成像分析系统在筛选农药有效性上的活络性与靠得住性，也为进一步的农药机理及叶绿素荧光、高光谱等植物表型响应钻研进行了前期启发。

左：利用PlantScreen XYZ植物表型成像分析平台的拟南芥种子活力尝试示意图
；右：沉度盐胁迫下各类生物刺激素对拟南芥种子萌发率、种苗成长能力、叶片色彩指数的影响

参考文件：

1. De Diego N, Fürst T, Humplík JF, Ugena L, Podlešáková K and Spíchal L (2017) An Automated Method for High-Throughput Screening of Arabidopsis Rosette Growth in Multi-Well Plates and Its Validation in Stress Conditions. Front. Plant Sci. 8:1702
2. Ugena L, Hýlová A, Podlešáková K, Humplík JF, Dole?al K, De Diego N and Spíchal L (2018) Characterization of Biostimulant Mode of Action Using Novel Multi-Trait High-Throughput Screening of Arabidopsis Germination and Rosette Growth. Front. Plant Sci. 9:1327.
3. Sorrentino M, De Diego N, Ugena L, Spíchal L, Lucini L, Miras-Moreno B, Zhang L, Rouphael Y, Colla G and Panzarová K (2021) Seed Priming With Protein Hydrolysates Improves Arabidopsis Growth and Stress Tolerance to Abiotic Stresses. Front. Plant Sci. 12:626301.

案例二、荷兰植物生态表型中心NPEC——番茄在颠簸光及低温前提下光合作用响应的天然表型变异

荷兰植物生态表型中心（Netherlands Plant Eco-phenotyping Centre，NPEC）由荷兰瓦赫宁根大学（Wageningen University & Research, WUR）与乌得勒支大学（Utrecht University） 共同合作建设和运营。其设备了多套分歧型号的PlantScreen植物表型成像系统与FluorCam叶绿素荧光成像系统，其中蕴含3套装置在FytoScope大型步入式水培植物成长室中的PlantScreen XYZ三维移动式植物表型成像分析系统。

左图：FytoScope大型步入式水培植物成长室
；右图：PlantScreen XYZ三维移动式植物表型成像分析系统：成像平台上集成有叶绿素荧光、多光谱荧光、RGB、高光谱、红表热成像等多种表型成像传感器，成像平台可XYZ三维移动并自动丈量

  在NPEC最新的钻研成就中，钻研人员旨在探索若何通过挖掘光合作用有关性状的天然遗传变异，来造就适应气象变动的作物。他们使用了番茄MAGIC群体的四个亲本系：Nagcarlan（P1，耐热）、North Carolina heatset-1（P2，中等耐热）、Delfo parent 1（P3）和 Delfo parent 2（P4），以及对照种类 Moneymaker（MM）。在PlantScreen XYZ三维移动式植物表型成像分析系统配套的成长室中仿照低温环境与颠簸光照前提（阶梯式从200升至600 μmol m?² s?¹和阶梯式从400降至200 μmol m?² s?¹），同时系统中的FluorCam调造叶绿素荧光成像单元自动检测样品的最大光化学效能Fv/Fm、现实光化学量子效能ΦPSII、颠簸光照下的响应动力学等叶绿素荧光指标。

左图：尝试中的PlantScreen XYZ三维移动式植物表型成像分析系统及配套的植物成长室、水培装置
；右图：低温颠簸光照环境下的ΦPSII动力学曲线

  了局批注Fv/Fm和ΦPSII在低温下均有所降落，但在温度复原后能回四处置前水平，批注低温造成的影响是生理性的、可逆的，而非永远性光危险。而各基因型光合作用对光强增减的响应并不一样，这批注节造光合作用在光强增长和削减时瞬变响应的生理成分是分歧的。

  该钻研在番茄MAGIC群体的亲本系中，成功鉴定出了在颠簸光及低温前提下光合作用响应的天然表型变异。这些变异批注，通过遗传伎俩改进光合作用对颠簸光和低温的响应是可行的。在将来的钻研中，进一步定位节造这些性状的数量性状位点（QTL），将有利等位基因导入栽培种类，将能造就出光合效能更高、气象适应性更强的作物。

参考文件：

1. Rayaprolu L, Jayasankar K, Aarts M G M, et al. Photosynthetic variation for climate‐resilient crops: photosynthetic responses to fluctuating light and chilling in tomato[J]. Physiologia Plantarum, 2025, 177(3): e70241.

北京南宫NG28生态技术公司提供种质资源表型分析技术全面解决规划并提供有关参考文件：

• PlantScreen植物高通量表型成像分析系统，有传送带版、XYZ版、PlantScreen SC、根系表型分析等分歧职能规格供选配

左图：荷兰瓦赫宁根大学设备的PlantScreen传送带式植物表型成像分析系统和PlantScreen XYZ 三维扫描植物表型成像分析系统

• FluorCam叶绿素荧光成像系统与FluorCam多光谱荧光成像系统，几千篇国际科研文件可供参考

左图：新一代FluorCam1300多引发光多光谱荧光成像系统
；右：利用FluorCam叶绿素荧光成像技术丈量番茄种子萌发率并评估种苗活力