如果說葉綠素熒光參數(shù)可以反映植物的生物非生物脅迫包括污染脅迫狀態(tài)與抗性、光合生理生態(tài)狀況等功能表現(xiàn)，那么RGB彩色成像分析則主要反映植物的形態(tài)結(jié)構(gòu)等表觀性狀;葉綠素熒光成像分析與RGB彩色成像分析結(jié)合，可以全面反映植物的功能表現(xiàn)與表觀形態(tài)，從而成為植物表型全面分析平臺。
FluorCam葉綠素熒光成像技術(shù)除可以進行葉綠素熒光成像分析(可以多達上百個葉綠素熒光參數(shù))還可以進行：
l NDVI植被指數(shù)成像分析，與葉綠素濃度相關(guān);
l 基本形態(tài)分析，如葉面積、不同區(qū)域面積比較、不同功能性狀區(qū)域面積比率(如病斑面積與健康部分的面積比率等)、不同發(fā)育階段頁面積比較等
所有FluorCam葉綠素熒光成像儀器都可選配RGB彩色成像分析單元，其主要功能特點如下：
l 200萬或500萬像素，1-40x放大，可進行宏觀和微觀RGB成像分析
l 1x時RGB成像面積為20cmx25cm，40x時RGB成像面積6mmx8mm
l 可進行葉片形態(tài)分析、根系分析、種子形態(tài)分析等
本次Phenotyping快訊主要介紹大型葉綠素熒光與RGB成像聯(lián)合分析平臺。
一、FluorCam野外移動式大型葉綠素熒光與RGB成像系統(tǒng)
功能特點：
§ 是世界上單幅成像面積最大的葉綠素熒光成像系統(tǒng)，達35×35cm，可對整株植物及多株植物同時進行葉綠素熒光成像分析
§ 整套系統(tǒng)裝配在具備4個輪子的支架上，可在野外自由移動，非損傷原位對植物進行葉綠素熒光成像研究
§ 可進行自動重復(fù)成像測量，可設(shè)置兩個實驗程序(Protocols)自動循環(huán)成像測量，成像測量數(shù)據(jù)自動按時間日期存入計算機(帶時間戳)，從而實現(xiàn)無人職守自動監(jiān)測功能
§ 可進行RGB成像分析，用于植物形態(tài)測量分析等
§ 在沒有交流電的情況下，可選配直流供電單元供電
技術(shù)指標：
§ 移動式大型植物熒光成像，成像面積可達35×35cm，具移動輪和暗適應(yīng)屏幕
§ 鏡頭及光源高度20cm–150cm可調(diào)，從而適于不同生長類型不同高度植物的原位非損傷熒光成像測量
§ 測量參數(shù)包括F0，F(xiàn)0’，F(xiàn)s，F(xiàn)m，F(xiàn)m’，F(xiàn)p，F(xiàn)tDn，F(xiàn)tLn，F(xiàn)v，NPQ_Dn，NPQ_Ln，Qp_Dn，Qp_Ln，qN，QY，QY_Ln，Rfd等50多個葉綠素熒光參數(shù)
§ 高分辨率、高靈敏度2/3”CCD，10.2x8.3mm陣列，最高可達1392x1040像素(15fps)，像素大小6.45微米;可2x2、3x3、4x4像素疊加以提高靈敏度和時間分辨率;高速USB2.0圖像傳輸， 480Mbits/秒
§ 自動測量分析功能：可預(yù)設(shè)1個試驗程序，系統(tǒng)可自動測量儲存，數(shù)據(jù)文件自動按時間命名
§ 配置有通用葉綠素熒光成像測量實驗程序(protocols)，包括Fv/Fm Protocol，Kautsky誘導(dǎo)效應(yīng)Protocol，熒光淬滅分析Protocol，客戶定制光響應(yīng)曲線等
§ 橙色、白色和紅外三色激發(fā)光，LED光源板72×72 cm，3x64 LEDs
§ 雙色光化學(xué)光，標配光化學(xué)光1強度達350μmol(photons)/m2.s、光化學(xué)光2強度達550μmol(photons)/m2.s，飽和光脈沖可達3500μmol(photons)/m2.s
§ 防水設(shè)計(選配)，用于野外實驗測量
§ FluorCam葉綠素熒光成像分析軟件，具Live(實況測試)、Protocol(實驗程序選擇)、Pre–processing(成像預(yù)處理)、Result(成像分析結(jié)果)等菜單
§ Protocol實驗程序可自由編輯，用戶也可利用Protocol菜單中的向?qū)С绦蚰０孀杂蓜?chuàng)建新的實驗程序
§ 成像預(yù)處理可以自動選區(qū)或手動選擇不同形狀、不同數(shù)量、不同位置的區(qū)域(Region of interest，ROI)，成像分析結(jié)果包括高時間解析度熒光動態(tài)圖、直方圖、不同參數(shù)成像圖、不同ROI的熒光參數(shù)列表等
§ 數(shù)據(jù)分析具備“信號計算再平均”模式(算數(shù)平均值)和“信號平均再計算模式”，在高信噪比的情況下選用“信號計算再平均”模式，在低信噪比的情況下選擇“信號平均再計算”模式以過濾掉噪音帶來的誤差
§ 具觸摸屏，可通過觸摸屏操作和數(shù)據(jù)瀏覽
§ 規(guī)格大?。?92cm(高)x 125cm x 100cm
§ 供電電壓：380V三相交流電，另具備野外發(fā)電機供電單元
二、FluorCam樣帶掃描式葉綠素熒光與RGB成像分析系統(tǒng)
(Transect FluorCam)
FluorCam樣帶掃描式葉綠素熒光與RGB成像系統(tǒng)為溫室或大型培養(yǎng)室用高通量大型植物葉綠素熒光成像系統(tǒng)，用于高通量植物樣帶葉綠素熒光掃描成像及RGB彩色成像分析，可用于植物沿樣帶梯度脅迫實驗研究分析、梯度植物耐受性檢測研究、作物遺傳育種、不同植物的光合生理特性研究、植物高通量Phenotyping、生物多樣性檢測分析及污染生態(tài)學(xué)和生態(tài)毒理學(xué)研究檢測等，樣帶掃描面積35cm x 400cm。
功能特點：
1) 是世界上單幅成像面積最大的葉綠素熒光成像系統(tǒng)，達35×35cm，可對整株植物及多株植物同時進行葉綠素熒光成像分析;樣帶掃描成像位置精確定位、程序控制，掃描區(qū)域長度可達400cm(可定制其它長度)
2) 可選配RGB成像分析模塊，用于植物形態(tài)測量分析等，從而全面實現(xiàn)對植物的表型成像分析
3) 具備7位濾波輪和相應(yīng)濾波器組合，可進行GFP或其它選配的穩(wěn)態(tài)熒光成像檢測，從而用于轉(zhuǎn)基因表達檢測分析
4) 可移動式高通量大型掃描成像系統(tǒng)，整套系統(tǒng)裝配在具備4個輪子的支架上，成像高度可調(diào)、可定制，非損傷原位對植物進行葉綠素熒光成像、GFP熒光成像和RGB成像分析研究
5) 可進行自動重復(fù)成像測量，可設(shè)置兩個實驗程序(Protocols)自動循環(huán)成像測量，成像測量數(shù)據(jù)自動按時間日期存入計算機(帶時間戳)，從而實現(xiàn)無人職守自動監(jiān)測功能
6) 在線數(shù)據(jù)分析
7) 根據(jù)客戶需求，可定制高速以太網(wǎng)遠程控制功能
8) 在沒有交流電的情況下，可選配直流供電單元供電
技術(shù)指標：
1) 可移動式大型高通量植物掃描成像系統(tǒng)，具移動輪，可進行葉綠素熒光成像分析、RGB植物彩色成像分析及GFP(綠色熒光蛋白)成像，成像面積可達35×35cm
2) 掃描成像區(qū)域(樣帶長度)400cm(可根據(jù)客戶定制1-6m的其它長度)，可精確定位、程序可調(diào)，定位精度可達0.1mm，成像平臺運行速度可達150mm/s
3) 成像平臺(鏡頭及光源等)高度60cm–110cm可調(diào)，可客戶定制其它高度范圍，從而適于不同生長類型不同高度植物的原位非損傷成像分析測量
4) 葉綠素熒光參數(shù)包括Fo，F(xiàn)o’，F(xiàn)s，F(xiàn)m，F(xiàn)m’，F(xiàn)p，F(xiàn)tDn，F(xiàn)tLn，F(xiàn)v，NPQ_Dn，NPQ_Ln，Qp_Dn，Qp_Ln，qN，QY，QY_Ln，Rfd等50多個葉綠素熒光參數(shù)
5) RGB成像測量分析參數(shù)包括頁面積、葉片周長、葉片長度、葉片寬度、葉寬指數(shù)等等
6) 高分辨率CMOS RGB彩色鏡頭，1/2” CCD，2560x1920像素，像素大小2.2微米
7) 高分辨率、高靈敏度葉綠素熒光與GFP熒光鏡頭，2/3”CCD，10.2x8.3mm陣列，最高可達1392x1040像素(15fps)，像素大小6.45微米;可2x2、3x3、4x4像素疊加以提高靈敏度和時間分辨率;高速USB2.0圖像傳輸， 480Mbits/秒
8) 自動測量分析功能：可預(yù)設(shè)1個試驗程序，系統(tǒng)可自動測量儲存，數(shù)據(jù)文件自動按時間命名
9) 配置有通用葉綠素熒光成像測量實驗程序(protocols)，包括Fv/Fm Protocol，Kautsky誘導(dǎo)效應(yīng)Protocol，熒光淬滅分析Protocol，客戶定制光響應(yīng)曲線等
10) 橙色、蘭色和紅外三色激發(fā)光，LED光源板72×72 cm，3x64 LEDs
11) 雙色光化學(xué)光，標配光化學(xué)光1強度達350μmol(photons)/m2.s、光化學(xué)光2強度達550μmol(photons)/m2.s，飽和光脈沖可達3500μmol(photons)/m2.s
12) FluorCam葉綠素熒光成像分析軟件，具Live(實況測試)、Protocol(實驗程序選擇)、Pre–processing(成像預(yù)處理)、Result(成像分析結(jié)果)等菜單
13) Protocol實驗程序可自由編輯，用戶也可利用Protocol菜單中的向?qū)С绦蚰０孀杂蓜?chuàng)建新的實驗程序
14) 成像預(yù)處理可以自動選區(qū)或手動選擇不同形狀、不同數(shù)量、不同位置的區(qū)域(Region of interest，ROI)，成像分析結(jié)果包括高時間解析度熒光動態(tài)圖、直方圖、不同參數(shù)成像圖、不同ROI的熒光參數(shù)列表等
15) 數(shù)據(jù)分析具備“信號計算再平均”模式(算數(shù)平均值)和“信號平均再計算模式”，在高信噪比的情況下選用“信號計算再平均”模式，在低信噪比的情況下選擇“信號平均再計算”模式以過濾掉噪音帶來的誤差
16) 規(guī)格大小：200cm(高)x 450cm(長)x 100cm(寬)
三、PlantScreen葉綠素熒光與RGB自動掃描成像分析系統(tǒng)
系統(tǒng)配置與工作原理：
系統(tǒng)由XYZ三維自動控制箱、XYZ三維移動成像平臺及自動控制與分析軟件等組成，LED光源、FluorCam葉綠素熒光成像、RGB成像集成于一個可XYZ三維自動化移動的成像平臺上，程序控制XYZ三維精確定位和定時，在線數(shù)據(jù)分析。采用世界上單幅成像面積最大的葉綠素熒光成像系統(tǒng)，成像面積達35×35cm。
技術(shù)指標：
1. XYZ三軸機械臂可自由移動至植物上方成像分析，成像掃描面積范圍60cm x 129cm(可選配其它大型系統(tǒng))，植物高度49cm，鏡物距25cm，Z軸最大負重30kg
2. 標準配置X軸活動范圍0-101cm，精確度±1mm;Y軸活動范圍0-72cm，精確度±1mm;Z軸活動范圍0-49cm，精確度±5mm;
3. 葉綠素熒光成像：鏡頭分辨率1392x1040像素，單幅成像面積35x35cm，測量光橙色618nm，橙色和白色雙波長光化學(xué)光，飽和光閃為白色，最大光強3600μmol/m2/s,具735nm紅外光源
4. 葉綠素熒光成像測量參數(shù)包括Fo, Fm, Fv, Fo’, Fm’, Fv’, Ft, Fv/Fm, Fv’/Fm’,Phi_PSII, NPQ, qN, qP, Rfd等幾十個葉綠素熒光參數(shù)
5. RGB成像分析測量參數(shù)包括：葉面積(Leaf Area: Useful for monitoring growth rate)、葉片周長、葉圓度(Roundness: Based onevaluating the ratio between leaf area and perimeter. Gives information aboutleaf roundness)、葉寬指數(shù)、葉片細長度SOL (Slenderness of Leaves)、相對生長速率、節(jié)葉片數(shù)量(LeafNumber at Nodes)等等
6. 高靈敏度RGB成像傳感器，CMOS 1/2”,分辨率2560x1920像素，像素大小2.2μm，四個LEDs高強白色光源，成像信息包括時間和位置，紀錄格式為日期-月份-年度-小時-分鐘-秒-Pos_X_Y_Z.bmp
7. 系統(tǒng)控制與數(shù)據(jù)采集分析系統(tǒng)：用戶友好的圖形界面，用戶定義、可編輯自動測量程序(protocols)，控制單元有主電源開關(guān)、緊急關(guān)閉、XYZ三維軸啟動開關(guān)、暫停鍵、移動鍵等，用戶名和密碼保護
8. 程序控制XYZ三維精確定位和定時，并紀錄帶時間和三維空間位置的數(shù)據(jù)(四維信息數(shù)據(jù))
9. 三相電源供電，3x230/220VAC，50/60Hz
10. 大小規(guī)格200cm(長)x150cm(寬)x230(高)，重量約400kg
附注：
上述Phenotyping平臺建議選配1個或多個MonitoringFluorPen葉綠素熒光監(jiān)測模塊以持續(xù)監(jiān)測OJIP快速葉綠素熒光動態(tài)等。
左圖為安裝在Fytoscope LED智能生長室內(nèi)的葉綠素熒光監(jiān)測模塊，右圖為OJIP曲線及參數(shù)
