第6屆植物表型大會(huì)-Videometer植物多光譜成像系統(tǒng)

Videometer 總部位于丹麥，是一家專注于光譜成像、自動(dòng)視覺測量和質(zhì)量監(jiān)控的高科技公司，為多個(gè)工業(yè)領(lǐng)域開發(fā)高性能視覺系統(tǒng)，產(chǎn)品應(yīng)用于植物表型研究、種子表型研究、生態(tài)學(xué)研究以及食品監(jiān)測如肉類、海鮮、蔬菜、水果、酸奶等等領(lǐng)域。其多光譜成像技術(shù)代表了業(yè)界。光譜成像設(shè)備可用于質(zhì)構(gòu)、顏色、形態(tài)、光澤、形狀以及表面化學(xué)測量等。

目前利用其設(shè)備進(jìn)行研究的文章發(fā)表在Nature等各個(gè)領(lǐng)域期刊上。目前主打產(chǎn)品VideometerLab是一款多功能多光譜成像設(shè)備，在植物學(xué)研究領(lǐng)域可用于植物病蟲害圖譜構(gòu)建，種子多光譜成像系統(tǒng)研究，小植株植物表型成像研究，根系表型成像研究等，在植物多光譜成像領(lǐng)域，Videometer無疑代表了世界水準(zhǔn)之一。

北京博普特科技有限公司做Videometer中國區(qū)總代理，全面負(fù)責(zé)其產(chǎn)品在中國的推廣、銷售和售后服務(wù)。我們在第十九屆植物學(xué)大會(huì)期間，我們將在會(huì)場設(shè)有展位，歡迎廣大客戶和經(jīng)銷商訪問我們。

植物多光譜植物表型成像系統(tǒng) 

VideometerLab型多光譜表型成像系統(tǒng)多光譜成像傳感器是近幾年研究用于監(jiān)測不同環(huán)境中農(nóng)作物和植被的有效工具。植物的生理學(xué)，形態(tài)學(xué)或生物化學(xué)信息可以通過非接觸的方式以及不同尺度下評估。例如，利用多光譜傳感器用于植物表型分析或農(nóng)業(yè)中的生理脅迫研究。多光譜成像傳感器是近幾年研究用于監(jiān)測不同環(huán)境中農(nóng)作物和植被的有效工具。植物的生理學(xué)，形態(tài)學(xué)或生物化學(xué)信息可以通過非接觸的方式以及不同尺度下評估。例如，利用多光譜傳感器用于植物表型分析或農(nóng)業(yè)中的生理脅迫研究。截至目前，市面上有各種非成像和成像高光譜傳感器可供選擇，這些儀器進(jìn)行測量的過程相當(dāng)復(fù)雜，高光譜數(shù)據(jù)處理復(fù)雜，迫切需要波段較多的手持式多光譜表型成像系統(tǒng)，因此，現(xiàn)代化檢測及研究中對易于用戶操作的多光譜傳感器的需求日益增加。 Videometer可一致地獲得了高質(zhì)量多光譜數(shù)據(jù)。同時(shí)，Videometerlab還可以實(shí)現(xiàn)對植物表型的鑒定以及病害研究檢測等，在植物科學(xué)研究及其他領(lǐng)域具有無限可能。

Videometer多光譜表型成像系統(tǒng)對小植株的生理脅迫研究

通過植被指數(shù)可評估不同狀態(tài)下植被的生理結(jié)構(gòu)和功能特性，包括生物量、冠層結(jié)構(gòu)、葉面積指數(shù)、葉綠素含量以及植物冠層的光利用效率等。研究表明，Videometer可用于擬南芥中葉綠素（NDVI）和葉黃素（PRI）的含量的檢測，并能評估植株樣本的狀態(tài)。通過驗(yàn)證具有代表性的植被指數(shù)，可為其它植被指數(shù)的評估計(jì)算提供樣例，并為在植被研究領(lǐng)域獲得更多生理信息奠定了基礎(chǔ)。

Videometer對種子病害的研究

根系表型成像系統(tǒng)

VideometerMR根系多光譜成像系統(tǒng)

根系是植物的重要組成部分，植物吸收土壤中的水分與養(yǎng)分全依賴根系，所以根系的研究對于植物各學(xué)科來說都至關(guān)重要，根系是陸地生態(tài)系統(tǒng)“隱藏的一半”，而且是動(dòng)態(tài)生長的，對其進(jìn)行準(zhǔn)確取樣、觀察和測定存在一定困難。所以，根系研究方法的選擇，相對于對地上部分而言對研究結(jié)果具有更大的影響。

廣大科研工作者為了研究根系，應(yīng)用了很多方法，從傳統(tǒng)的挖掘法、根鉆法、玻璃壁法、容器法等等，到現(xiàn)代的根窗法、微根管法等等，取得了很多科研成果。隨著科技的發(fā)展，越來越多的現(xiàn)代高精尖技術(shù)應(yīng)用到根系研究中來，多光譜成像技術(shù)就是其中一種，它集光譜和圖像為一體，含有海量的光譜信息和空間信息，這些信息體現(xiàn)了植物各種器官、組織的諸多表型特性，該技術(shù)圖譜合一的特性使其在根系表型方面具有較大潛力。

丹麥Videometer公司開發(fā)的根系多光譜原位監(jiān)測系統(tǒng)，是做根系研究的革新性專業(yè)裝備，無論對于淺根系蔬菜還是淺根系喬木，都具有現(xiàn)實(shí)性研究意義。目前在根系研究領(lǐng)域中，對于玉米根系和小麥根系所作的研究比較多，但大多還采用傳統(tǒng)不可重復(fù)的挖掘方法。植物根系原位監(jiān)測儀的出現(xiàn)，改變了這種情況，使得植物研究人員在對根系進(jìn)行研究的過程中，可以使用原位的方式，無損傷的進(jìn)行監(jiān)測。

根系是植物主要吸水、營養(yǎng)物等器官，通過對根系監(jiān)測和研究，能優(yōu)化水肥方案，促進(jìn)農(nóng)作物、林業(yè)等產(chǎn)業(yè)增產(chǎn)增效，有利于土地荒漠化治理、土壤修復(fù)等。但長期以來，對根系研究主要是采用挖掘法、土鉆法、土柱法、容器法、剖面法等傳統(tǒng)方法，采樣破壞性大、工作量大，嚴(yán)重阻礙了根系研究的深入開展。《科學(xué)》雜志曾出版專輯認(rèn)為，“人類對自己腳下土壤的了解遠(yuǎn)遠(yuǎn)不及對宇宙的了解”，更是佐證了地下生態(tài)學(xué)研究難度之大。因此，對根系研究方法的選擇和改進(jìn)，對科研結(jié)果影響巨大。

丹麥根本哈根大學(xué)科學(xué)家等利用多光譜成像系統(tǒng)對植物植株、根系進(jìn)行成像研究，取得了前瞻性的成果。

該研究以深根系大麥為研究對象，將大麥下方埋了有3m長的微根管，使用Videometer公司的Videometer MR多光譜成像系統(tǒng)，定期通過根窗透明面對根系成像分析。原始光譜圖像經(jīng)過Videometer自帶軟件一系列算法處理后得到目標(biāo)根系圖像，隨后進(jìn)行閾值分割、模糊聚類等模型分析，得到根系的形態(tài)學(xué)數(shù)據(jù)。

傳統(tǒng)的RGB可見光成像技術(shù)是利用顏色識(shí)別根系，前提是根系和土壤之間要有比較明顯的色差，但實(shí)際根系生長在土壤中，顏色差異并不明顯，這樣根系識(shí)別可能會(huì)造成比較大的誤差，RGB可見光成像技術(shù)使用就會(huì)受限。歌本哈根將多光譜成像技術(shù)和傳統(tǒng)的RGB成像技術(shù)進(jìn)行了對比，顯示多光譜成像技術(shù)基于光譜特征在根系識(shí)別上的明顯優(yōu)勢，并且對多光譜成像另一項(xiàng)*的功能進(jìn)行了初步探討——即光譜特征對于根系生化特性的識(shí)別（例如細(xì)根發(fā)生、成熟、衰老、死亡的周轉(zhuǎn)過程；例如根際分泌物成分的變化等），顯示了多光譜成像技術(shù)在根系研究領(lǐng)域的巨大潛力。

Videometer系列多光譜成像系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于：植物/作物表型組學(xué)研究分析；根系分析；作物育種與種子品質(zhì)檢測；植物/作物脅迫生理響應(yīng)；作物病理學(xué)分析與病原檢測；食品檢測；中藥成分分析與品質(zhì)檢測。來自哥本哈根大學(xué)、丹麥理工大學(xué)以及丹麥Videometer公司的專家在剛剛利用該設(shè)備在Plant and Soil上發(fā)表了題為A multispectral camera system for automated minirhizotron image analysis的文章，早些利用該設(shè)備進(jìn)行研究的文章題為Frontiers in Plant　Sciences，Screening of Barley Resistance Against Powdery Mildew  by Simultaneous High-Throughput Enzyme Activity Signature Profiling and Multispectral Imaging。