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PhenoTron?-HSI种质资源高光谱成像分析系统

时间：2022-08-02

作者：凯发旗舰厅(中国)

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简介：

种子及种苗形态结构、活力、适合度、抗逆性、胁迫敏感性、生理生化指标等是作物种质资源品质监测评估的重要指标体系，其中种子活力是种子发芽和出苗率、幼苗生长的潜势、植株抗逆能力和生产潜力的总和（发芽和出苗期间的活性水平与行为），是种子品质的重要指标，具体包括吸涨后旺盛的代谢强度、出苗能力、抗逆性、发芽速度及同步性、幼苗发育与产量潜力。种子活力是植物的重要表型特征，传统检测方法包括低温测试（cold test）、高温加速衰老测试（accelerated aging test）、幼苗生长测定等。

PhenoTron^®-HSI种质资源高光谱成像分析系统，是凯发旗舰厅(中国)公司推出的可用于种质资源检测鉴定、种子活力检测、种质资源表型性状监测评估的高光谱成像分析系统，具备快速、非损伤、高通量特点。可应用于种子、幼苗及根系等种质资源表型性状成像分析、叶绿素荧光成像检测、次级代谢产物荧光成像分析、种子活力检测、成分含量分析、种质资源性状监测评估等，还可应用于杂质检测、病原体检测、成分检测、种质资源数字化、种苗（包括根系）成像分析、遗传育种性状检测与抗性筛选等。

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左图：PhenoTron^®-HSI高光谱成像分析系统；右图：绿豆萌发高光谱成像分析

产品特点

PTS技术，集样品自动传送、无线控制、同步扫描成像分析、环境光屏蔽等功能于一体
双重控制：嵌入式操作系统+PC端GUI软件，无线控制平台运行
组合命令：支持自定义Protocols，可设置10条以上命令，实现系统自动运行
内置温湿度、光照度传感器、时钟，实时反馈环境参数，可一键同步电脑时间
集高光谱成像分析技术、高光谱荧光成像分析技术于一体，全面分析种质资源光谱指纹、生理生化组成（蛋白质、脂肪含量等）、种子活力等
可选配Thermo-RGB红外热成像分析，用于种质资源综合检测、种子萌发散热测量（反应种子代谢强度等）及种苗气孔动态分析等
可选配紫外光激发生物荧光成像�？�，进行紫外光激发叶绿素荧光成像和BGF（蓝绿荧光）成像分析，高通量、高灵敏度检测种苗活力、光合效率及抗逆性，种质资源生理功能数字化数据库建设等

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上图为彩色玉米及UV-MCF荧光成像，下图为发芽土豆荧光光谱

技术指标

平台高度规格：标配400mm，可定制
有效扫描尺寸：≥300×300mm，可定制
移动速度：2-40mm/s，可调，精度：1mm
主机箱：内置10寸触控屏，嵌入式操作系统，全波段对称光源，角度、高度可调，集开关控制、平台控制、杂散光隔离于一体，确保光场均一、稳定的最佳测量环境
成像传感器选配：

型号	PhenoTron-FX10	PhenoTron-FX10/17	PhenoTron-sCMOS	PhenoTron-SWIR
波段范围	400-1000nm	400-1700nm	400-1000nm	1000-2500nm
光谱分辨率	5.5nm	5.5nm / 8nm	2.9nm	12nm
光谱通道	224（bin=2）	224（bin=2）/ 224	946	288
空间像素	1024	1024 / 640	2184	384
信噪比	400:1	400:1 / 1000:1	170:1-680:1	1050:1
数值孔径	F/1.7	F/1.7	F/2.4	F/2.0
帧频	330FPS	330FPS / 670FPS	100FPS	450FPS
UV-MCF-M	可选配	可选配	可选配	不可选配

SpectrAPP^®高光谱成像分析软件：

a)可进行伪彩色/灰度显示、波段融合、ROI选区、光谱指数分析、光谱曲线绘制、光谱特征统计、直方图统计、结果图/表导出等；

b)可分析NDVI、PRI、DCNI、CRI、ARI、PSRI、NPQI、EVI、HI、WBI等数十种VIs参数，研究植物表型及结构信息、生物及非生物胁迫、色素含量、理化性状、种质、中药材及果实品种品质等指标；

FluorVision^®高光谱荧光成像分析软件：

a)基本分析：具备伪彩色/灰度显示、旋转显示、阈值掩膜、波段融合、手动/自动ROI分析、光谱曲线绘制、光谱平滑、光谱特征统计、路径分析、图/表导出等功能；

b)荧光参数分析：可分析F440、F520、F690、F740、F690/F740、F520/F690、F735/F700、F440/F520、F440/F690、F440/F740等多种荧光参数，支持扩展；

c)形态参数分析：可分析色素或校准面积、圆滑度（Circularity）、长宽比（Aspect ratio）、紧实度（Solidity）、圆度（Roundness）等；

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应用案例

（1）绿豆种子豆象侵染检测

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豆象侵染绿豆种子的光谱成像：900-1700nm高光谱成像分析（左图）；红外热成像图（右图）

（凯发旗舰厅(中国)光谱成像实验室供图）

（2）种苗早期生长阶段表型分析

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绿豆种苗早期生长阶段叶绿素分布及健康性状可视化表达（凯发旗舰厅(中国)光谱成像实验室供图）

（3）玉米种子活力检测

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左图为微波热处理种子和对照组（未处理）玉米种子短波红外光谱；右图为微波热处理种子（老化处理）和正常玉米种子（未处理）分析结果，自上而下第一和第三排为正常种子、第二和第四排为微波热处理种子。引自：Collins Wakholi, Lalit Mohan Kandpal, Hoonsoo Lee, Hyungjin Bae, Eunsoo Park, Moon S.Kim, Changyeun Mo, Wang-Hee Lee, Byoung- Kwan Cho, Rapid assessment of corn seed viability using short wave infrared line-scan hyperspectral imaging and chemometrics, Sensors and Actuators B: Chemical http://dx.doi.org/10.1016/j.snb.2017.08.036

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