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作物種質(zhì)資源研究全面解決方案（一）
發(fā)布時間： 2021-03-02 點擊次數(shù)： 2381次在常見的RGB成像分析的基礎(chǔ)上，易科泰生態(tài)技術(shù)公司推出作物種質(zhì)資源研究技術(shù)全面解決方案（一）：
1.葉綠素熒光成像技術(shù)
2.多光譜熒光成像技術(shù)
3.多光譜成像分析
4.紅外熱成像分析
葉綠素熒光、多光譜熒光、紅外熱成像、及以NDVI歸一化植被指數(shù)為代表的反射光譜成像分析技術(shù)已成為作物種質(zhì)資源研究、植物表型檢測分析，及植物各種生物與非生物脅迫檢測、預(yù)報與響應(yīng)機理研究的重要技術(shù)，具備高通量、無損傷、大數(shù)據(jù)、在線分析等技術(shù)優(yōu)勢，可以從不同方面全面反映植物性狀表型：1.葉綠素熒光成像：光合效率、光系統(tǒng)受損情況、光合有效植株面積等等
2.多光譜熒光成像：次生代謝響應(yīng)、防御機制激活、色素含量等
3.紅外熱成像：冠層溫度、蒸騰作用變化、氣孔動態(tài)、干旱脅迫與抗性等
4.反射光譜成像：色素組成與含量變化、葉面積、氮素狀態(tài)、葉片結(jié)構(gòu)改變等
案例1、生菜幼苗病害快速無損檢測與抗性品種鑒定
農(nóng)作物在種子萌發(fā)生長過程中會遭遇各種病害，因此對高抗病性品種的選育非常重要。而如果能快速、無損、簡便、可靠地檢測病害的發(fā)生，甚至在病害癥狀發(fā)生前就能夠?qū)⑵錂z測到，無論是對于縮短育種周期還是指導(dǎo)生產(chǎn)實踐都具有非常重要的意義。
德國萊布尼茨蔬菜和觀賞植物研究所IGZ的Sandmann研究組將剛發(fā)芽的生菜幼苗人工感染立枯絲核菌（Rhizoctonia solani），然后綜合采用葉綠素熒光成像技術(shù)、多光譜熒光成像技術(shù)、紅外熱成像技術(shù)及植物反射光譜NDVI成像，對不同成像參數(shù)進行了分析，以確定哪些技術(shù)的哪些參數(shù)能夠更靈敏地將感染病害的植株和未感染的植株區(qū)分開，已實現(xiàn)高通量非損傷在線分析測量篩選：
結(jié)果發(fā)現(xiàn)，感染病害的植株和未感染的植株之間，大光化學效率Fv/Fm、熒光衰減指數(shù)Rfd、NDVI、作物水脅迫指數(shù)I1、光合有效葉面積日相對生長速率Arel、多光譜熒光F440、F520等參數(shù)都表現(xiàn)出顯著差異。通過進一步數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析終發(fā)現(xiàn)Fv/Fm、Rfd在本次實驗中的識別效果良好，誤差≤0.052，F(xiàn)v/Fm＞0.73的生菜幼苗即可認為是健康的。研究人員希望通過進一步工作，將這一發(fā)現(xiàn)應(yīng)用于園藝和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實踐，比如優(yōu)良抗病蔬菜品種的選育、病害的早期發(fā)現(xiàn)與防治等。
案例2、大豆種傳性病原體消毒提高種質(zhì)與生長
間座殼屬Diaporthe/擬莖點霉屬Phomopsis病原菌復(fù)合體是一類大豆種傳性病原體，其中包含多種嚴重的的大豆病原體。它會首先感染大豆種子并以休眠菌絲的形態(tài)存活。而隨著大豆的萌發(fā)和生長，它就會造成大豆種腐病、莖潰瘍、莖莢枯病等嚴重病害。阿根廷布宜諾斯艾利斯大學嘗試使用不同的非熱等離子體Non-thermal plasma處理間座殼屬Diaporthe/擬莖點霉屬Phomopsis病原菌復(fù)合體侵染的大豆種子，然后對種子萌發(fā)和營養(yǎng)生長狀況進行評估，從而確定這種種子病害消毒方法是否理想——既能控制病害，又不會對大豆的營養(yǎng)生長造成不利影響。
實驗結(jié)果發(fā)現(xiàn)，非熱等離子體處理后的感染大豆，其光合能力（實際光化學效率ΦPSII）與健康植株基本相同。染病植株葉溫明顯升高，這是由于病害造成氣孔關(guān)閉、蒸騰減少而引起的；染病植株葉片次生代謝水平與健康植株有明顯差異；經(jīng)過等離子體處理后的植株在兩種成像分析中都與健康植株類似，多光譜熒光成像和紅外熱成像都能夠在葉片未產(chǎn)生明顯癥狀前即檢測出病害的發(fā)生。研究結(jié)果證明，使用非熱等離子體處理處理大豆種子，是一種非常有效的控制大豆種傳性病原體的方法，這種方法同時也能減少農(nóng)藥的使用。
參考文獻：
Sandmann M, et al. 2018. The use of features from fluorescence, thermography and NDVI imaging to detect biotic stress in lettuce. Plant Disease 102: 1101-1107
Pérez-Pizá MC, et al. 2019. Improvement of growth and yield of soybean plants through the application of non-thermal plasmas to seeds with different health status. Heliyon 5: e01495
北京易科泰生態(tài)技術(shù)公司提供種質(zhì)資源研究全面技術(shù)方案：
1.FluorPen手持儀葉綠素熒光儀
2.FluorCam葉綠素熒光成像系統(tǒng)
3.FluorCam多光譜熒光成像系統(tǒng)
4.Thermo-RGB紅外熱成像技術(shù)
5.SpectraPen/PolyPen高光譜測量技術(shù)
6.Specim高光譜成像技術(shù)
7.PhenoTron種子活力綜合檢測平臺
8.PhenoTron-SR植物表型成像分析系統(tǒng)
9.PlantScreen植物高通量表型成像分析系統(tǒng)
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