美國Phenotype Screening公司的植物根系X射線掃描成像分析系統(tǒng)RootViz FS是在美國能源部創(chuàng)新項目資助下研發(fā)成功的一套新型、高效率、高精度、非破壞性的測量系統(tǒng)，用于對盆栽植物的根系進行原位成像分析，可以拍攝根系的立體X射線照片。 | |
這套系統(tǒng)是植物根系研究領域繼根視（rhizotron）系統(tǒng)（如加拿大Regent WinRHIZO根系分析系統(tǒng)）后激動人心的發(fā)明。根視系統(tǒng)需要將根取出清洗后，借助掃描儀進行分析，這個過程往往會折斷植物的根尖等脆弱部分，而且屬于離體分析，不能進行動態(tài)監(jiān)測。而植物根系X射線掃描成像分析系統(tǒng)是非破壞性的原位分析系統(tǒng)，可以全方位分析植物根系所有部分（包括根尖等），并且可以在植物生長的不同階段對根系的生長進行長期動態(tài)監(jiān)測。這套系統(tǒng)非常適合于研究植物根系對脅迫的動態(tài)響應，可對株高高達2.0m，根系深達1.0 m的植株進行分析。 | |
| 系統(tǒng)特點 | |
l 非入侵性 l 非破壞性 l 高效率 l 高精度 l 信息量大 l 可控條件下長期監(jiān)測 l 根系生長發(fā)育動態(tài)研究 l 根系表型研究 |  |
| 主要功能 | |
?原位、非破壞的研究植物根系 ?全方位分析植物根系所有部分 ?長期監(jiān)測植物根系的生長動態(tài) ?大容量、高效率、高精度的獲取根系信息 | ?大批量快速篩選根系突變株 ?完全可控條件下根系的生理、病理研究 ?植物莖稈的無損檢測 ?植物種子的無損檢測 |
技術原理
系統(tǒng)組成
工作流程
應用領域 | |||
應用實例一：根系生長發(fā)育的動態(tài)監(jiān)測 | |||
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玉米出苗后 40 天的根系動態(tài)生長監(jiān)測 | |||
利用紅/藍立體眼鏡可以觀看立體效果 | |||
應用實例二：不同品種間根系的差異 | |||
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相對較大的角度分布， 相對較短、較粗的根 | 相對較小的角度分布， 相對較長、較細的根 | ||
兩種水稻（Ra4993 和 Ra5531）的不同變種間根系的差異，利用植物根系X-光掃描成像分析系統(tǒng)可以容易的進行分析，而傳統(tǒng)的洗根后掃描的方法會將根系間的角度差別忽略掉 | |||
利用紅/藍立體眼鏡可以觀看立體效果 | |||
應用實例三：根系系統(tǒng)分類 | |||
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利用肉眼很難區(qū)分不同變種的植物根系。而借助植物根系X-光掃描成像分析系統(tǒng)結果，以側根密度和主根長度為坐標軸得出的散點圖，可以對大豆變種的根系進行分類。上圖中，多根變種分布于中心線的上部，而正常品種分布于中心線的下部。將這兩個品種雜交后，這種方法可用于快速掃描后代的多根特性。 | |||
應用實例四：根系對脅迫響應 | |||
特制培養(yǎng)介質不含營養(yǎng)鹽、水分和任何害蟲，因此研究人員可方便的添加不同營養(yǎng)鹽、水分和害蟲進行脅迫響應研究。 | |||
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根瘤線蟲的計數(shù)測量，上圖是演示的根瘤隨時間的變化而變化的趨勢圖 | |||
應用實例五：植物莖桿的X光成像研究 | |||
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通過低能的X光成像技術可以無損的檢測玉米的果穗莖，上圖為實際獲得的玉米果穗莖的圖片 | |||
應用實例六：種子X光成像研究 | |||
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無損研究植物種子內部的結構，比較同種不同個體之間的差異，上圖為玉米種子成像圖片 | |||
應用實例七：棉桃X光成像研究 | |||
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通過立體眼鏡查看棉桃內部的立體結構，可以分析棉桃內部不同部位的詳細信息，上圖為棉桃內部立體圖片 | |||
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主要技術參數(shù) | |||
1.1工作條件： ? 環(huán)境溫度：-5～＋45℃ ? 相對濕度：0－80％ ? 適用電源：220-240 VAC 1.2 技術規(guī)格與要求： 1.2.1技術規(guī)格 1m系統(tǒng)： ? 主機:1.870（高）x 0.915（長）x 0.610（寬）m ? X射線發(fā)射器 (50 kVp, 鎢靶, 光斑直徑~35μm，工作強度25kVp，0.3mA) ? 數(shù)碼X射線相機 ( 2940 x 2304像素) ? 植物樣品定位系統(tǒng)（垂直方向1m可調，水平方向38cm可調，可360度旋轉） ? X射線防護裝置 （內鎖和指示燈，中/英文標簽） ? 主控電腦：Win7 64位英文系統(tǒng)，1000 G數(shù)據(jù)存儲，X射線系統(tǒng)控制及圖像獲取系統(tǒng) ? 圖形圖像分析電腦：Linux Mint 64位操作系統(tǒng)，32G內存，圖像處理系統(tǒng) ? 速度：平面圖≥20株/h；立體圖≥15株/h ? 測量范圍：最大根長≤1.0 m；最大植物高度≤2.0m ? “R”型固定架，45x200x1000 mm培養(yǎng)盆和相應培養(yǎng)介質 ? “Q”型固定架，45x200x500 mm培養(yǎng)盆和相應培養(yǎng)介質 0.5m系統(tǒng)： ? 主機: 1.829（高）x 0.915（長）x 0.610（寬）m ? X射線發(fā)射器 (50 kVp, 鎢靶, 光斑直徑~35μm，工作強度25kVp，0.3mA) ? 數(shù)碼X射線相機 ( 2940 x 2304像素) ? 植物樣品定位系統(tǒng)（垂直方向0.5m可調，水平方向38cm可調，可360度旋轉） ? X射線防護裝置 （內鎖和指示燈，中/英文標簽） ? 主控電腦：Win7 64位英文系統(tǒng)，1000 G數(shù)據(jù)存儲，X射線系統(tǒng)控制及圖像獲取系統(tǒng) ? 圖形圖像分析電腦：Linux Mint 64位操作系統(tǒng)，32G內存，圖像處理系統(tǒng) ? 速度：平面圖≥20株/h；立體圖≥15株/h ? 測量范圍：最大根長≤0.5 m；最大植物高度≤2.0m ? “Q”型固定架45x200x500 mm培養(yǎng)盆和相應培養(yǎng)介質
1.3 可獲取參數(shù) 1.3.1 使用ImageJ協(xié)助處理圖片得到 植物根長、根夾角和根系空間分布圖（相對于中心軸）。 1.3.2 Rhizo Traits根系分析軟件（選配） ? 總根長、總投影面積和總體積； ? 可獲取5種以上不同等級根系分布圖片以及不同等級根系的根長和投影面積； ? 不同深度根系分布的位置； ? 不同深度根系的直徑； ? 不同深度根系分布的密度。 | |||
產地：美國 Phenotype Screening 公司 | |||
選購指南：
系統(tǒng) | 功能 | |
1m系統(tǒng) | 測量范圍：最大根長≤1.0 m；最大植物高度≤2.0m | 推薦 |
0.5m系統(tǒng) | 測量范圍：最大根長≤0.5 m；最大植物高度≤2.0m | 可選 |
防護箱 | 帶安防開關，安全防護 | 必選 |
培養(yǎng)系統(tǒng) | “R”型固定架，45x200x1000 mm培養(yǎng)盆和相應培養(yǎng)介質（僅適用于1m系統(tǒng)） “Q”型固定架，45x200x500 mm培養(yǎng)盆和相應培養(yǎng)介質 | 推薦 可選 |
水肥系統(tǒng) | 恒溫，定時灌溉 | 可選 |
