全自動、高通量對大量植株進行成像

特別適合植物功能基因組學和植物表型組學

遺傳育種、突變株篩選、表型篩選的強大工具

機器人技術、圖像分析和大規(guī)模計算能力的完美結合

        實驗室型高通量成像系統(tǒng)——Lab Scanalyzer LS30 是一套可以全自動、高通量對大量小植株進行成像的系統(tǒng)，可以選擇配置可見光（VIS）成像、近紅外（NIR）成像、紅外（IR）成像、熒光成像或激光掃描3D成像（只適合高度15 cm以下的小植株）中的一種或多種。成像系統(tǒng)帶程控移動裝置，可以在X軸和Y軸上進行移動，并配有射頻或條形碼讀取器。Lab Scanalyzer LS30系統(tǒng)通過軟件控制攝像頭移動到樣品上方（多孔板或小盆）進行拍照，照片數(shù)據(jù)與該樣品的電子標記（射頻或條形碼）一起存儲。軟件也可控制攝像頭對多孔板上的每個孔進行單獨成像，每個孔的數(shù)據(jù)分布存儲（告訴軟件多孔板類型，然后自動編碼，如A01、A02……）。

        軟件可以控制系統(tǒng)每天自動對樣品進行成像，獲得樣品成像的時間動力學變化。只要點擊樣品的編碼，就可以獲得樣品的圖像及分析數(shù)據(jù)的時間動力學變化，并可進行復雜的統(tǒng)計學分析和圖表分析。 

        系統(tǒng)提供頂部光源和底部光源，并可通過軟件控制光強變化。根據(jù)測量樣品數(shù)目的多少，可以選擇配置4、24、48或72個多孔板的版本，不同版本的外觀尺寸差別很大。如有特殊需要，可以定制更大版本。 

        由于全自動、高通量測量獲得的數(shù)據(jù)非常龐大，本系統(tǒng)必須配置服務器來存儲數(shù)據(jù)。選購PHP遠程數(shù)據(jù)庫軟件，還可以對系統(tǒng)進行遠程原理、控制和分析。

主要功能

• 全自動、高通量對植物等小型樣品進行可見光成像、近紅外成像、紅外成像、熒光成像（包括整株GFP成像）和/或激光掃描3D成像（每套系統(tǒng)可選擇一種或多種）

• 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(shù)

• 通過近紅外成像可以分析植物的水分分布狀態(tài)、水力學研究、脅迫生理學研究等

• 通過紅外成像可以進行植物干旱脅迫研究、蒸騰研究等

• 通過熒光成像可以分析植物的生理狀態(tài)

• 樣品可以是培養(yǎng)在多孔板中（如6、12、24、48、96、384孔板），也可以是長在小花盆中。

• 高通量測量大量樣品

• 花盆大小范圍，直徑3.64 ~ 20.51 cm，高2.79 ~ 15.44 cm

• 可選擇成像分辨率，特別適用于96孔板高精度測量

• 進行動物/昆蟲的游動/運動測試時，可自動獲取圖像

應用領域

植物功能基因組學、植物表型組學、遺傳育種、突變株篩選、植物生理學、農業(yè)科學、植物病理學、植物形態(tài)建模、植物生物信息學、種子生理學、種子病理學、植物脅迫生理學、植物水力學等研究領域。

應用實例

整盆擬南芥的GFP成像

        實驗室型高通量成像系統(tǒng)——Lab Scanalyzer LS30 特別適合于擬南芥植株的整株甚至是整盆的GFP成像。軟件可以自動過濾掉盆和土壤引起的噪音，把有用的圖像抽提出來進行進一步分析。對于不同的GFP，可以定制激發(fā)波長。下圖是整盆擬南芥的eGFP成像。

通過熒光成像進一步分析植物的生理狀態(tài)

        植物的可見光成像更多的是反映植物的表觀信息，對生理狀態(tài)的反映有限。而熒光成像可以較深入的反映到植物的生理狀態(tài)，如下圖中，熱水處理部分葉片后，可見光成像看不出有什么區(qū)別，而熒光成像則可以反映出受損傷的部位。

植物的生長動力學變化

        Lab Scanalyzer LS30系統(tǒng)特別適合于研究植物的形態(tài)學指標和在生長過程中這些指標隨時間的動力學變化，如下圖就是利用Scanalyzer HTS系統(tǒng)研究的擬南芥植株面積隨時間的動力學變化。利用Lab Scanalyzer LS30系統(tǒng)可以研究玉米等大植株整個生活史的動力學曲線，各種形態(tài)學指標都可以測量。

利用表型參數(shù)的雷達圖進行植株分類

        通過Lab Scanalyzer LS30系統(tǒng)可以獲得大量的植物表型參數(shù)，利用這些表型參數(shù)繪制的雷達圖，可作為反映植株形態(tài)的“指紋圖譜”。根據(jù)這種“指紋圖譜”可以對植株根據(jù)表型進行分類，特別適合于數(shù)量性狀基因座（QTL）研究。下面兩個圖根據(jù)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(tǒng)測量后，也可以獲得類似的結果。

圖1 擬南芥表型參數(shù)的靜態(tài)雷達圖（“指紋圖譜”）

利用5種參數(shù)做的雷達圖，分類結果用顏色顯示。數(shù)據(jù)為擬南芥生長到第13天時的結果。

圖2 擬南芥表型參數(shù)的動態(tài)雷達圖（“指紋圖譜”）

利用5種參數(shù)做的雷達圖，但增加了時間序列的數(shù)據(jù)。分類結果用顏色顯示。數(shù)據(jù)為擬南芥生長到第0、4、8、13天時的結果。