第二代實驗室型高通量植物表型平臺 集成了功能強大、操作簡便、發表了大量文獻的葉綠素熒光成像系統 突變株快速篩選的強大工具 PhenoCenter 是實驗室型高通量植物表型平臺HTS Lab Scanalyzer的升級版。PhenoCenter是一套集培養植物材料功能和高通量采集小型植物及其他樣品材料表型數據功能于一身的多功能表型系統，可以對不同品種、不同生命時期的小型植物或者其他樣品材料進行深入的表型數據采集。此系統可根據測量樣品數目選擇不同配置版本，有多種傳感器以及光源可以選擇，滿足不同領域的表型研究。 | |||||||||
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| 主要功能 ? ? l 定制化地進行植物等小型樣品培養，如根據植物生長特定LED燈光的光照強度、白天對黑夜時長比例、以及光照強度的波動間隔時間等。 ? l 全自動、高通量對植物等小型樣品進行可見光、近紅外、紅外、PSII調制熒光成像（PAM）或激光3D掃描。 ? l 自動的將擴展區的植株運送到成像臺，進行后續的表型成像分析。 ? l 通過可見光成像可以測量植物的結構、寬度、密度、對稱性、葉長、葉寬、葉面積、葉角度、葉顏色、葉病斑、種子顏色、種子顏色面積等等50多個參數。 ? l 通過近紅外成像可以分析植物的水分分布狀態、水力學研究、脅迫生理學研究等。 ? l 通過熒光成像可以分析植物的生理狀態。 ? l 樣品可以是培養在多孔板中（如6、12、24、48、96、384孔板），也可以是長在小花盆中。 ? l 高通量測量大量樣品，標準配置可選擇裝4、24、48或72多孔板的版本 ? l 可選擇成像分辨率，特別適用于96孔板高精度測量 l 進行動物/昆蟲的游動/運動測試時，可自動獲取圖像 ? l 通過專業的表型分析軟件對植物等小型樣品采集到的表型數據進行批量處理。 l 通過自動獲取圖像，進行動物/昆蟲的游動/運動測試。 | |||||||||
PhenoCenter總覽圖 | |||||||||
主要配置： 1. 控制臺（WxLxH）：1200mm×700mm×1600mm 2. 基本模塊（WxLxH）：1800mm×800mm×1900mm 3. 擴展（可選）（WxLxH）：1400mm×800mm×1900mm 電源要求： 400V AC，16A，50Hz 微孔板的處理（MTP） 小植物可以在MTP上運輸，見下圖； 總重量300g |  | ||||||||
應用領域 | |||||||||
? 突變株篩選 ? 植物形態建模 ? 遺傳育種 ? 植物病理學 ? 植物脅迫生理學 | ? 種子病理學 ? 種子生理學 ? 植物水力學 ? 毒理學 ? 動物/昆蟲運動軌跡 | ||||||||
4. 相機臺 4.1 VIS相機 4.2 PAM相機 4.3 3D激光掃描儀 * PhenoCenter目前能最多安裝三個成像模塊，如果已經安裝RGB和激光雷達3D（或PAM模塊），替換掉RGB模塊后，需要手動安裝NIR成像模塊。 5. 處理相機和MTP的系統基本模塊 5.1 MTP的z軸 5.2相機的z軸 5.3相機夾具 5.4MTP夾具 6. 18個MTP的托盤 6.1發射LED燈 6.2手持式條形碼閱讀器的USB端口 7. 轉運站 |
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| 系統優勢 ?l 定制化植物培養 l 定制化設計 l 全自動高通量表型數據采集 ?l 穩固可靠 l 強大的LemnaTec公司表型分析軟件 | |||||||||
| PhenoCenter成像模塊的具體規格 NIR：焦距50mm，1450nm帶通濾波器；視野18°x 14°，工作距離540 mm - 一個MTP的圖像 VIS：50mm焦距；視野20°x 15°，工作距離485 mm - 一個MTP的圖像 PAM相：成像面積100x130 mm；工作距離185 mm 3D激光：（新發展中） | |||||||||
| PAM成像模塊配置 整合高通量PSII調制式葉綠素熒光成像探頭 PhenoCenter引入德國WALZ技術，將國際上廣受贊譽的葉綠素熒光成像系統Maxi-Imaging-PAM整合其中，將其強大精準的光合生理測量功能發揮到，從此植物表型系統也可高精度、高通量獲取全系葉綠素熒光成像參數，為植物表型研究注入強大動力。 |
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成像功能：對 Ft、Fo、Fm、Fv/Fm、F、Fm’、Y(II)、Y(NO)、Y(NPQ)、NPQ、qN、qP、qL、ETR、Abs.、NIR、Red 等至少 17 種參數進行成像分析，全面獲取植物光合生理表型數據。測定調節性能量耗散 Y(NPQ)，反映植物光保護能力，測定非調節性能量耗散Y(NO)，反映植物光損傷程度。 l 程序測量功能：可程序測量熒光誘導曲線、快速光曲線和暗弛豫，也可手動測量；在測量過程中能自動分析所有熒光參數的變化趨勢 l AOI功能：可在測量前或測量后任意選擇感興趣的區域（AOI），程序將自動對選擇的AOI的數據進行變化趨勢分析，并在報告文件中顯示相關AOI的數據。所有報告文件中顯示的數據都可導出到EXCEL文件中。 l 成像異質性分析功能：對任意參數任意時間的成像，可在圖像上任意選取兩點，軟件自動對兩點間的數據進行橫向異質性分析，并可導出到EXCEL文件中。 l 成像數據范圍分析功能：對任意參數任意時間的成像，可分析任意兩個熒光數值之間有多少個像素點，多少面積（cm2）。 l 突變株篩選功能：可跟據成像結果快速篩選光合、產氫/油、抗逆（抗鹽、抗旱、抗病等）等突變株。 l 微藻毒理研究功能：可同時測量96個微藻樣品（對照和處理組）的光合活性，軟件自動給出處理組樣品相對于對照組的光合抑制百分比。 l 吸光系數測量功能：快速測量葉片的吸光系數。吸光系數測量光源： 16個紅光（660 nm）和16個近紅外（780 nm）LED，用于測量植物葉片或藻類樣品PAR吸光系數。 | |||||||||
| 配置選擇： Maxi探頭（藍光版） l 熒光測量光源： 44個藍色LED，450 nm，測量光強度0.5 μmol m-2 s-1PAR，光化光強度2300 μmol m-2 s-1PAR，飽和脈沖強度5000 μmol m-2 s-1PAR l 吸光系數測量光源：16個紅光（660 nm）和16個近紅外（780 nm）LED，用于測量樣品PAR吸光系數。 l 光強異質性：測量區域光強異質性小于±7％。 l 測量參數：Ft、Fo、Fm、Fv/Fm、F、Fm’、Y(II)、Y(NO)、Y(NPQ)、NPQ、qN、qP、qL、ETR、Abs.、NIR、Red等。
Maxi探頭（紅光版） l 熒光測量光源： 44個紅色LED，650 nm，測量光強度0.5 μmol m-2 s-1PAR，光化光強度1900 μmol m-2 s-1PAR，飽和脈沖強度3700 μmol m-2 s-1PAR l 吸光系數測量光源：16個紅光（660 nm）和16個近紅外（780 nm）LED，用于測量樣品吸光系數。 l 光強異質性：測量區域光強異質性小于±7％。 l 測量參數：Ft、Fo、Fm、Fv/Fm、F、Fm’、Y(II)、Y(NO)、Y(NPQ)、NPQ、qN、qP、qL、ETR、Abs.、NIR、Red等。 | |||||||||
應用案例： 1. 熒光成像模塊應用 ?MAXI-IMAGING-PAM成像模塊特別適合對幼苗、愈傷組織、微藻等進行突變株的快速篩選，適合于與光合突變株、抗逆（抗旱、抗鹽、抗病等）突變株、產油/氫突變株等的快速篩選。國外利用MAXI-IMAGING-PAM篩選突變株的典型客戶如拜耳、BASF、孟山都、先正達等大型跨國農業，以及各大農業育種、植物分子生物學等科研單位，例如澳大利亞植物功能基因組中心（阿德雷德大學）、德國尤里希表型植物表型研究中心（Julich Plant Phenotyping Centre）等等。 ?國內約一半的MAXI-IMAGING-PAM客戶在進行突變株快速篩選工作，主要分布于、中國農科院和各大高校。 | |||||||||
突變株篩選實例一：國內某客戶篩選的擬南芥突變株 | |||||||||
突變株篩選實例二：產油突變株的篩選。Ajjawi et al, 2010, Plant Physiol., 152: 529-540. | |||||||||
突變株篩選實例三：光合突變株的篩選。Armbruster et al., 2010, Plant Cell, 22: 3439-3460. | |||||||||
| 調制葉綠素熒光成像實例 | |||||||||
葉片成像異質性 | 水果的成像 | ||||||||
1）葡萄葉片 | 1）草莓的成像 | ||||||||
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2）荷花葉片 | 2）獼猴桃的成像 | ||||||||
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突變株篩選 | 植物病理研究 | ||||||||
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| RGB成像應用案例 | |||||||||
擬南芥的連續成像分析與圖像處理（Nan An et al., Computers and Electronics in Agriculture，2017） | |||||||||
高通量PhenoCenter系統特別適合于研究植物的形態學指標和在生長過程中這些指標隨時間的動力學變化。 | |||||||||
利用系統的RGB模塊研究的擬南芥植株面積隨時間的動力學變化。 | |||||||||
利用系統的核心成像平臺，分析對照和突變體葉片面積的差異（Shao et al. BMC Plant Biology ,2017） | |||||||||
通過PhenoCenter系統可以獲得大量的植物表型參數，利用這些表型參數繪制的雷達圖，可作為反映植株形態的“指紋圖譜”。根據這種“指紋圖譜”可以對植株根據表型進行分類，特別適合于數量性狀基因座（QTL）研究。下面兩個圖根據擬南芥的表型雷達圖進行的植物分類，對于其它大型的農作物用Scanalyzer 3D系統測量后，也可以獲得類似的結果。 | |||||||||
可見光應用實例一：擬南芥表型參數的靜態雷達圖（“指紋圖譜”） | |||||||||
| 利用5種參數做的雷達圖，分類結果用顏色顯示。數據為擬南芥生長到第13天時的結果。 | |||||||||
可見光應用實例二： 擬南芥表型參數的動態雷達圖（“指紋圖譜”） | |||||||||
| 利用5種參數做的雷達圖，但增加了時間序列的數據。分類結果用顏色顯示。數據為擬南芥生長到第0、4、8、13天時的結果。 | |||||||||
| 利用多種成像模塊包括激光3D在內的成像模塊，除了獲取植物的2D信息，可以進一步更準確的獲取植物的3D表型信息，如下圖。 | |||||||||
對擬南芥的3D表型信息提取與分析（Nan An et al., Computers and Electronics in Agriculture，2017） | |||||||||
上海澤泉科技股份有限公司（Zealquest Scientific Technology Co., Ltd.）成立于2000年，是一家專注于科研設備研發、系統集成、技術推廣、咨詢、銷售和、科研服務的。公司注冊資金3500萬元人民幣，具有進出口貿易權。公司總部位于上海浦西，在北京設有分公司，在廣州、成都、武漢分別設有代表處。公司全體員工均具有高等教育背景，其中80%的技術研發、技術支持和銷售人員具有碩士和博士學位，參加過很多國家和省部級重大科研項目，具有豐富的科研工作經驗。上海澤泉科技股份有限公司是上海市、上海市普陀區科技小巨人企業、上海市科技型企業、中華全國合會/上海市合會/上海市商會會員單位，還是上海市專業技術服務平臺——生理生態測量與分析平臺的依托單位和上海市*成果轉化項目承擔單位。2012年公司通過了ISO9001質量管理體系認證，獲得AA信用資質等級認定，獲得普陀區科技小巨人企業認定，成為上海市研發公共服務平臺加盟單位和“上海市合會”/“上海市商會”會員單位 。2015年獲得“專精特新”中小企業認定。2016年成為“上海市生態學學會常務理事單位” ，和“上海種子行業協會”會員單位。上海澤泉科技股份有限公司非常注重自主知識產權的申報和保護，截止2017年初已獲得發明9項、實用新型33項及軟件著作8項，國內外科研期刊發表科研論文20多篇。公司還參與承擔了國家自然科學基金重點項目（41030529）和948項目（200907）。公司秉承推進中國生態環境改善、農業興國的理念，服務涉及植物表型組學和基因組學、植物生理生態、土壤、環境氣象、水文水利、氫農業等領域的科研和技術支持，服務對象主要為各級科研單位、高校和政府機構。公司先后為“973”項目和“863”項目、國家科技重大專項、國家科技支撐計劃、國家“211”工程和“985”工程、中科院知識創新工程、“948”項目、“948”項目等提供技術咨詢、儀器設備、系統解決方案和系統集成服務，為項目的順利完成提供了有力支持。多年來，公司積極參與相關領域的學術會議，并定期舉辦相關儀器設備的技術講座和培訓班，在科研和監測領域產生了積極的反響，獲得了良好的口碑。截止2019年底，澤泉科技舉辦公開技術講座230場，參會人員超過10000人次；同時在國內外應邀參加學術會議和展會220次，與相關領域的客戶有非常密切的交流合作。2014年2月，上海澤泉科技股份有限公司在上海浦東孫橋現代農業園區投資成立了上海乾菲諾農業科技有限公司，建設了亞洲AgriPhenoTM“高通量植物基因型-表型-育種服務平臺”，為植物科研和育種單位提供全面的樣品收集和栽培，實驗設計和項目合作，以及表型數據與生物信息學分析綜合服務。平臺運營至今，成功主持了上海張江國家自主創新示范區專項發展資金重點項目“澤泉科技高通量植物基因型-表型-育種服務平臺”。作為主持單位或合作單位參與了上海市農委和科委的30多項政府科研服務項目以及商業服務項目，如科技興農種業發展項目“農作物分子育種的技術創新研究”和“青菜高通量表型圖譜標準的建立及主要性狀分析”、科技興農重點攻關項目“基于圖像分析及三維建模技術的黃瓜長勢快速評價方法研究”、 “蘭科觀賞花卉分子育種技術研究與產業化應用”等。結合Agripheno平臺現有實驗室、溫室栽培和基礎科研條件，公司積極響應上海市政府“崇明生態島建設”的發展方向，2016年12月澤泉科技在崇明城橋鎮投資成立了子公司—上海金盞農業發展有限公司，擴展建設田間智能化育種服務平臺，以及智能化農業物聯網“農業云平臺”，以生態鄉村、能源鄉村的發展模式，展示并實施公司自主研發的*的農業樓宇基礎設施、溫室與田間的智能化“多因子”調控的栽培管理模式；擬建成擁有田間型高通量表型分析系統的“Agripheno智能化育種服務平臺”，提高上海種業商業化育種的進程，并服務于全國和國外相關育種科研單位。 展望未來，上海澤泉科技股份有限公司希望在社會多方資源的支持和關懷下，不斷提升自己，為社會提供更多、更優秀的產品和的服務！
實驗室多傳感器表型平臺——PhenoCenter 產品信息
