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植物根系研究的优化方案-表型生态研究
发表时间:2019-02-26 14:52:22点击:1687
根系对植物起着支撑作用,是植物的吸水器官,吸盐器官,在生态系统的生物地球化学循环中扮演着重要角色。但是,由于根系是大多数陆地生态系统“隐藏的一半”,对它进行准确取样、测定、观察存在一定困难。长期以来,对根系的研究主要还是采用挖掘法、土钻法、土柱法、容器法、剖面法等传统方法,采样破坏性大、工作量大,严重阻碍了根系研究的深入开展。《科学》杂志于2004年6月出版了一本专辑认为“人类对自己脚下土壤的了解远远不及对宇宙的了解”,较是佐证了地下生态学的研究难度之大。所以,根系研究方法的选择,相对于对地上部分而言对研究结果具有较大的影响。
植物根系研究的优化方案
功能
原位、非破坏的研究植物根系
分析植物根系
长期监测植物根系的生长动态
大容量、有效率、高精度的获取根系信息
利用盆栽植物进行大批量快速筛选,获得合适的突变株后直接移植到室外土壤中,继续进行长期监测,进行长期的系统性实验。
设备及用途
1.室内植物根系CT断层扫描系统
对盆栽植物的根系进行原位成像分析,可以拍摄根系的CT断层扫描3D照片
分析植物根系所有部分
在植物生长的不同阶段对根系的生长进行长期动态监测
大批量筛选根系突变株
完全可控条件下进行根系的生理、病理研究
2.田间植物根系表型多光谱成像系统Videometer MR
非破坏性的原位360度多层次旋转式扫描成像系统
可定点、连续观测根系在整个生长季的动态变化
大批量埋设根管,大量样点的长期监测
多光谱波段,可区分新根、宿根,并可区分土壤背景和根系
先进一款真正根系研究多光谱表型成像系统
3.植物根系分析软件Videometer
对RGB相机和多光谱成像相机的的测量结果进行分析
可以分别对总根、活动根、活动根段的测量数据进行全面分析
可以改变显示信息的颜色,给图片、根系和片段添加注释
可以拼接不同深度、不同时间获得的图像,进行时空动力学变化分析
根系表型多光谱分析,区分根系与背
室内植物根系CT断层扫描系统
植物根系室内植物根系CT断层扫描系统先进款专为植物根系计算机断层扫描系统,由研究院Frauhofer研究院开发,Stefan博士团队专门负责植物表型领域设备开发。该CT系统可以有效、高精度、非破坏性的对盆栽植物的根系进行原位成像分析,可以分析植物根系的所有部分(包括根尖等),并且可以在植物生长的不同阶段对根系进行长期动态监测。
根系CT断层扫描成像的特性
高分辨率的CT断层扫描3D立体成像
进行长期动态监测
获得原位根系角度信息
完全可控条件下的生理、病理实验
大规模快速筛选根系突变株
植物根系原位生长多光谱表型监测系统Videometer MR
Videometer MR的原理
植物根系原位生长多光谱表型监测系统Videometer MR是先进套“土壤原位多光谱成像系统”,可获取根系剖面多光谱图像以及RGB可将图像的方法。将透明根管埋设在需要研究的根系周围后,定期使用多光谱扫描相机机器人对根系多角度扫描,然后借助专业根系分析软件Videometer系统对混合图像进行分析,从而跟踪了解根系的长期生长动态。
Videometer MR的特性
非破坏性的原位多光谱测量
可获取高分辨率彩色图像和多光谱图像
不变形的线性扫描
每次扫描可获得65mmx 75mm的高分辨率图像(可定制)
较便携、易操作、测量快
可以扫描根系不同层次的多光谱图像
可定点、连续观测根系在整个生长季的动态变化
USB数据传输,测量、存储方便
配合根系动态分析软件,后续分析功能强大
植物根系分析软件Videomter特性
◆总根测量(根长、平均直径和数目的提示)
◆活动根的名称和它的测量数据(长度、直径等...)
◆活动根段的编号和其测量数据(长度、直径等..)
◆可以移动分析区域里单个根或所有根系
◆可以改变显示信息的颜色
◆可以给图片、根系和片段添加注释
◆可以将根管不同深度不同时间的扫描图像连接起来进行整体分析
植物根系研究的优化方案应用
◆根系的发育周期和再生周期
◆根际形态学和分类学的研究
◆根际生态过程与调控
◆推进和开发功能基因组学的研究
◆突变体及作物育种的鉴定和筛选
◆植物生态学研究
◆环境保护和修复
◆能源苗木的培养及果树育苗与引种
◆森林培育和林学
◆花卉栽培和保护
◆细根生理和功能异质
◆根系周转和生态驱动
◆农业生态系统中作物生长及节水灌溉
◆防风固沙与水土保持
◆根系对盐、干旱、重金属等逆境胁迫的生理生态响应
◆植物病理学的研究利用这套系统,可以对盆栽植物进行大批量快速筛选,获得合适的突变株后直接移植到室外土壤中,继续进行长期监测,进行长期的系统性实验。
前景
该根系研究的系统解决方案用于原位、无损地研究根系,可以长期监测根系的生长动态,彻底打破了长期以来根系研究的瓶颈。国外已广泛地应用于森林、草地、沙漠、果园及农业生态系统等植物根系表型、生态研究中,具有划时代的意义,协助改变根系研究远远落后于地上部分研究的现状。
北京欧亚国际科技有限公司是系列植物根系研究设备中国区总代理,为协助科研人员较好的进行根系研究,我们推出一套根系研究的系统解决方案。