在農(nóng)業(yè)邁向智能化、精準化的時代浪潮中，表型組學研究成為解鎖作物遺傳密碼、推動種業(yè)創(chuàng)新的關鍵領域。武漢谷豐光電科技有限公司憑借在植物表型設備研發(fā)的深厚技術積累，山西農(nóng)業(yè)大學雜糧分子育種團隊依托扎實的科研能力和對雜糧作物的深入研究，雙方攜手了打造國內(nèi)領先的作物表型分析平臺，加速旱稻、雜糧作物等遺傳改良進程，推動農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)升級。
谷豐光電與山西農(nóng)業(yè)大學合作打造的高通量表型平臺，總面積約 1300 平方米，整體分為兩大功能板塊：
第一板塊為種植區(qū)域，包含玻璃溫室與人工氣候室。這里配備了植物生理生化監(jiān)測裝置，能夠模擬各類典型氣候環(huán)境，從而滿足作物在不同生長階段的環(huán)境要求。該區(qū)域還與灌溉、補光、CO?調(diào)控系統(tǒng)實時協(xié)同，形成 “環(huán)境參數(shù) — 作物反應” 的閉環(huán)監(jiān)測機制，為多項研究提供可控的實驗環(huán)境，同時承擔著作物的種植、養(yǎng)護、管理工作，為試驗培育所需的檢測樣本。
第二板塊是智能表型高通量檢測系統(tǒng)，可完成作物全生育期的表型測定。這一系統(tǒng)整合了溫室高通量作物表型分析設備、作物表型三維成像掃描機器人、高光譜品質分析儀器以及高通量 CT 根系檢測裝置等。借助配套的數(shù)據(jù)軟件進行分析后，能夠得出盆栽植物的數(shù)字生物量、株型、紋理、抗旱相關指標、根系特征、生長速率相關參數(shù)等一級和二級指標。
溫室盆栽高通量植物表型分析系統(tǒng)
集光電技術、自動化控制技術和計算機圖像處理技術于一體，可實現(xiàn)水稻、玉米、小麥、油菜等多種盆栽植物表型參數(shù)的全自動、無損、高通量精準提取。
系統(tǒng)組成：栽培單元、輸送單元、成像單元、圖形工作站。
可獲取圖像類型：RGB 可見光圖像（VISI）、遠紅外圖像（FIRI）、近紅外圖像（NIRI）、熒光圖像（FLUI）、高光譜圖像（HYPSI）、3D 激光圖像（3D-LSI）、CT 斷層圖像（CT-I）。
核心參數(shù)：株高、株寬、葉片面積、葉片角度等株型參數(shù)；鮮重、干重等生物量參數(shù)；分蘗參數(shù)；還可定制化二級性狀參數(shù)。
高光譜品質分析系統(tǒng)
一款桌面式品質分析檢測儀器，具備成像快、操作便捷、性能優(yōu)越等特點。
技術配置：可同時搭載雙相機，配備全波段鹵素燈珠，采用線掃描方式進行光譜成像。
適用波段：可搭載 400-1000nm/900-1700nm/380-2500nm 等不同波段的高光譜相機，適用于不同尺寸樣品的高速、低負荷檢測。
作物籽粒品質分析
作物 3D 根系表型系統(tǒng)
融合光電、自動化控制和計算機圖像處理技術，實現(xiàn)盆栽植物地上 - 根系表型參數(shù)的全自動、無損、高通量準確提取。
系統(tǒng)組成：栽培單元、輸送單元、成像單元、圖形工作站。
可獲取圖像類型：3D - 可見光圖像、CT 圖像、高光譜圖像。
核心參數(shù)：2D/3D 根系性狀、數(shù)字生物量、株型、紋理、抗旱相關指標、生長速率相關指標等一級和二級表型參數(shù)。
作物表型三維成像掃描機器人
搭載可見光、紅外和高光譜相機等多種傳感器，通過多傳感器融合，實現(xiàn)對田間作物表型特征的多角度、多層次全面檢測。
技術應用：結合大數(shù)據(jù)分析和機器學習，可用于疾病監(jiān)測、作物改良和農(nóng)業(yè)優(yōu)化等領域，為農(nóng)業(yè)研究和管理提供精準手段。
田間稻穗表型提取
作物冠層測溫
基于谷豐光電高通量表型平臺的技術支撐，山西農(nóng)業(yè)大學雜糧分子育種團隊在《Plant Methods》國際權威期刊發(fā)表研究論文（題為 “Integrating Dynamic High-Throughput Phenotyping and Genetic Analysis to Monitor Growth Variation in Foxtail Millet”），取得了突破性成果：
研究方法：開發(fā)了結合高通量成像系統(tǒng)（HIS）與全基因組關聯(lián)分析（GWAS）的創(chuàng)新方法，實現(xiàn)對谷子生長特性的實時監(jiān)測及遺傳基礎探究。
核心價值：提高了谷子動態(tài)監(jiān)測精度，為谷子品種選育、基因研究提供了新技術路徑，為精準表型測量、品種改良和糧食安全奠定了技術基礎，展現(xiàn)了 HIS 在作物動態(tài)監(jiān)測中的潛力。
未來，谷豐光電與山西農(nóng)業(yè)大學將繼續(xù)以"產(chǎn)學研用"深度融合為路徑，聚焦雜糧作物表型組學技術攻關，持續(xù)深化雜糧表型研究在關鍵環(huán)節(jié)的應用，為保障糧食安全、推動功能農(nóng)業(yè)發(fā)展和種業(yè)科技自立自強提供中國方案。
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