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受控條件下的植物生長設(shè)施讓改變影響植物生長氣候條件成為可能（例如濕度、溫度和光照），從而可以更好地了解植物對非生物和生物脅迫的反應。盡管世界范圍內(nèi)已經(jīng)建立了數(shù)個高通量表型分析設(shè)施，但需要進一步開發(fā)可定制的更微型經(jīng)濟的表型系統(tǒng)以滿足特定需求。


(A)Phenocave安裝在生物氣候室中，安裝了兩個成像傳感器，一個DSLR Canon EOS 和一個多光譜 MicaSense Altum；(B)示意圖Phenocave模型。灰色箭頭表示XY坐標上的移動。

因此，本研究的主要目標是為受控生長設(shè)施開發(fā)一種名為“Phenocave”的經(jīng)濟實惠、獨立和自動化的表型分析系統(tǒng)。該系統(tǒng)可以配備消費級數(shù)碼相機和多光譜相機，用于從頂視圖進行成像。相機安裝在帶有兩個線性模組的龍門架上，可實現(xiàn)XY方向的運動，從而能夠?qū)henocave整個區(qū)域進行成像。

此類系統(tǒng)的構(gòu)建藍圖被提出，同時使用小麥和甜菜作為模型植物的兩個案例研究進行評估。小麥植株在不同的發(fā)育階段采用不同的灌溉方式或氮處理，影響其生物量積累和生長速度，在不同時間點觀察到常規(guī)測量和數(shù)字生物量之間存在顯著相關(guān)性。收獲后的谷物蛋白質(zhì)含量和組成分析與之前的研究結(jié)果一致。


部分Phenocave的紅-綠-藍(RGB)未處理圖像。處于不同生長階段的春小麥植株：（A）幼苗，（B）分蘗，（C）莖伸長，（D）孕穗，（E）抽穗和（F）籽粒灌漿。

甜菜研究的結(jié)果表明，發(fā)芽前的種子處理會影響發(fā)芽率。Phenocave能夠在受控條件下對植物進行自動表型分析，同時本研究的方法和結(jié)果將方便其他人構(gòu)建具有適合其定制需求的類似系統(tǒng)。

來源：MDPI.Phenocave: An Automated, Standalone, and Affordable Phenotyping System for Controlled Growth Conditions.by Fernanda Leiva ,Pernilla Vallenback ,Tobias Ekblad, Eva Johansson and Aakash Chawade
https://doi.org/10.3390/plants10091817