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PhenoScope高通量植物抗性篩選系統(tǒng)

直接聯(lián)系

北京澳作生態(tài)儀器有限公司

北京

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目前用于植物抗性品種篩選的儀器設(shè)備大多比較復(fù)雜，數(shù)據(jù)繁多，數(shù)據(jù)分析耗時(shí)多，難以快速篩查出指示性指標(biāo)。

PhenScope高通量植物抗性篩選系統(tǒng)，以監(jiān)測植物的葉綠素?zé)晒庾兓卣鳛榛A(chǔ)，在大田條件下，自動在線測量，可以快速篩查抗性樣本。

同時(shí)在線測量32個(gè)樣本，太陽能供電，遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸，野外長期獨(dú)立工作。

可用于突變株&抗性株篩選、遺傳育種、植物病理學(xué)、植物脅迫生理學(xué)等應(yīng)用研究。

大田條件下多樣本同時(shí)測量

主機(jī)

技術(shù)特點(diǎn)

探頭配備**日光暗適應(yīng)模塊，方便在白天同時(shí)對大批量植物自動進(jìn)行暗適應(yīng)測量。

抗性篩選都會選擇測量葉綠素?zé)晒鈪?shù)，大部分葉綠素?zé)晒鈪?shù)需要在暗適應(yīng)的條件下測量，同時(shí)伴隨著頻繁使用高強(qiáng)度飽和光閃，研究證實(shí)夜晚在植物的同一位置上頻繁出現(xiàn)的飽和光閃會破壞植物組織，對植物的光合能力產(chǎn)生影響，而白天進(jìn)行暗適應(yīng)測量，可以減少對植物生長的影響。

每個(gè)探頭都配備暗適應(yīng)模塊，程序化設(shè)計(jì)，解決了田間大批量植物同時(shí)進(jìn)行暗適應(yīng)測量的難題，也可以隨意設(shè)置不同時(shí)間不同處理的暗適應(yīng)測量。

日光暗適應(yīng)模塊關(guān)閉狀態(tài)

日光暗適應(yīng)模塊打開狀態(tài)

可以同時(shí)測量葉綠素?zé)晒鈪?shù)和葉綠素含量，幾秒鐘測完大批植物。

非接觸式葉綠素含量探頭可以直接測量葉綠素**含量（單位：mg/m2），幾乎所有的植物葉片都可以測量。一次可以測量多株植物。采用調(diào)制光測量，不受環(huán)境光照影響。防水設(shè)計(jì)，非常適合監(jiān)測營養(yǎng)脅迫。

還配有快速測量NDVI、NDRE、PPR&CCCI植被指數(shù)的探頭，適合測量C3、C4或CAM植物的干旱脅迫和氮脅迫。

葉綠素含量探頭用于營養(yǎng)脅迫

NDVI、NDRE、CCCI探頭用于干旱脅迫、氮脅迫

精確測量qE、qM、qT和qI參數(shù)，準(zhǔn)確評估植物光合效率和生產(chǎn)力。

qE、qT、qI、qM是NPQ的四個(gè)分量，多用于抗性品種的鑒定，Goss和Lepetit（2015）使用光保護(hù)性成分qE、qM鑒定抗性品種。各種研究人員提出了計(jì)算NPQ分量的正確方法（Maxwell and Johnson 2000，Guadagno et al.2010，Rohá?ek2010，Kasajima et al.2015，Tietz et al.2017）可用于鑒定抗性品種或評估qE在脅迫耐受性中的效率。qI是光合作用的光抑制作用，是植物對環(huán)境壓力和變化的保護(hù)性調(diào)節(jié)。準(zhǔn)確計(jì)算四個(gè)分量有助于從光合特性的角度深層次研究植物的抗性機(jī)理。

qE、qM、qT、qI測量結(jié)果顯示

抗性篩選試驗(yàn)方案

篩選抗旱品種，測量Fv/Fm、Y(II)、ETR、NPQ、qP

參數(shù)測定：配置32個(gè)熒光探頭，每個(gè)探頭測量一株植物。選擇系統(tǒng)已有程序，凌晨4點(diǎn)開始，依次測量Fv/Fm，每60min測量一次，共測量3次。然后測量Y(II)，ETR、NPQ、qP，每30min測量一次，共測量10次。以上步驟均為系統(tǒng)自動測量，無需人為操作。

Fv/Fm、Fo、Fm測量結(jié)果顯示

Y（II）、ETR、qP、qN、NPQ測量結(jié)果顯示

篩選耐弱光植物，測量Fv/Fm、Y(II)、ETR、NPQ、qP、qE、qM、qT、qI、RLC

參數(shù)測定：配置32個(gè)熒光探頭，每個(gè)探頭測量一株植物。選擇系統(tǒng)已有程序，凌晨4點(diǎn)開始，依次測量Fv/Fm，每60min測量一次，共測量3次。然后測量Y(II)，ETR、NPQ、qP，每30min測量一次，共測量10次。測量qE，qT，qM和qI，測量完成。

再調(diào)用系統(tǒng)內(nèi)置的RLC快速光曲線程序，測量8個(gè)光強(qiáng)梯度下的RLC曲線，每隔兩小時(shí)測量一次，共測量3次，以上步驟均為系統(tǒng)自動測量，無需人為操作。

Y(II)、ETR、NPQ測量結(jié)果顯示

RLC快速光曲線測量結(jié)果顯示

篩選耐高溫植物，測量Y(II)、葉綠素含量。

參數(shù)測定：配置32個(gè)探頭，16個(gè)熒光探頭，16個(gè)葉綠素含量探頭，平均分配，每個(gè)探頭測量一株植物。選擇Y(II)和葉綠素含量測量程序，測量Y(II)和葉綠素含量CCI，每60min測量一次，共測量5次。以上步驟均為系統(tǒng)自動測量，無需人為操作。

Y(II)測量結(jié)果顯示

Y葉綠素含量測量結(jié)果顯示（mg/m2）

篩選耐低溫植物，測量Fv/Fm、Y(II)、ETR、qP、NPQ、qE、qI

參數(shù)測定：配置32個(gè)熒光探頭，每個(gè)探頭測量一株植物。選擇已有程序，先測量Fv/Fm，每10min測量一次，共測量3次。然后測量Y(II)，ETR、NPQ、qP，每30min測量一次，共測量10次。*后測量qE，qT，qM和qI，測量完成后，測量完成。以上步驟均為系統(tǒng)自動測量，無需人為操作。

Y(II)、ETR、NPQ、qP、qE、qM、qI、qT測量結(jié)果顯示

篩選耐鹽堿，土壤肥力差地區(qū)生長的植物，以氮缺乏為例，測量葉綠素含量和Y(II)

參數(shù)測定：配置32個(gè)探頭，16個(gè)熒光探頭，16個(gè)葉綠素含量探頭，平均分配，每個(gè)探頭測量一株植物。選擇Y（II）和葉綠素含量測量程序，測量Y(II)和葉綠素含量CCI，每60min測量一次，共測量5次。每次測量間隙，光化光都會自動關(guān)閉，測量完成。

抗性篩選案例

使用美國Opti-Sciences公司OS5p+葉綠素?zé)晒鈨x選擇Y(II)、ETR、NPQ熒光參數(shù)，比較弱光條件的大麥和小麥的光合特性的變化（Wheat and barley can increase grain yield in shade through acclimation of physiological and morphological traits in Mediterranean conditions，2019），結(jié)果顯示弱光脅迫條件下大麥顯示出比小麥更強(qiáng)的光合作用適應(yīng)性，在輻照度降低的情況下也可保證產(chǎn)量。

小麥和大麥弱光脅迫下Y(II)、ETR和NPQ的差異比較

使用美國Opti-Science公司的CCM300葉綠素含量儀和OS1p便攜式葉綠素?zé)晒鈨x選擇CCI、Fv/Fm、Y（II）熒光參數(shù)，篩選藍(lán)莓適宜生長的土壤（Growth， Fruit Yield， Photosynthetic Characteristics，and Leaf Microelement Concentration of TwoBlueberry Cultivars under Di?erent Long-Term SoilpH Treatments，2019），結(jié)果顯示酸性土壤（pH=4.5）適合藍(lán)莓生長，并篩選出ChaoyueNo.1是適合在高pH環(huán)境下生長的藍(lán)莓品種。

兩個(gè)品種的藍(lán)莓在不同土壤pH下，CCI、Fv/Fm、Y(II)和光合速率的比較

使用美國Opti-Science公司OS5p+葉綠素?zé)晒鈨x利用Fv/Fm、qN、qP篩選抗旱金銀花品種（劉志梅，蔣文偉，2012），結(jié)果顯示，不同干旱脅迫處理?xiàng)l件下，不同品種的金銀花Fv/Fm、qN值顯示出不同程度的降低，qP呈上升趨勢，3種金銀花抗旱能力排序?yàn)榧t花金銀花＞京紅久金銀花＞臺爾曼忍冬.

三個(gè)品種的金銀花，不同干旱脅迫下Fv/Fm、qN、qP的比較

使用美國Opti-Science 公司OS5p+葉綠素?zé)晒鈨x，選擇Fv/Fm、Y(II)、ETR、qP和qN對比兩種速生樹種竹柳和尾巨桉的抗旱性（白晶晶，吳俊文，2015）。結(jié)果顯示，干旱脅迫下，兩個(gè)樹種Y(II)、ETR、qP和Fv/Fm均有不同程度的下降，尾巨桉的下降幅度大于竹柳；而qN呈上升趨勢，竹柳上升幅度大于尾巨桉，兩樹種相比，竹柳的抗旱性更強(qiáng)。

技術(shù)指標(biāo)

測量參數(shù)

葉綠素?zé)晒鈪?shù)：Fv/Fm、Y(II)、ETR、qP、NPQ、qE、qT、qM、qI、Ik、Im、PAR、T

葉綠素含量指數(shù)：CCI、NDVI、NDRE、PPR、CCCI

標(biāo)準(zhǔn)熒光探頭技術(shù)參數(shù)

藍(lán)光飽和脈沖強(qiáng)度： Fm’校正，7000 μmols/m2/s 方形頂脈沖，10000 μmols/m2/s

紅光飽和脈沖強(qiáng)度：Fm’校正，7000 μmols/m2/s 方形頂脈沖，10000 μmols/m2/s

調(diào)制光源：Blue 455nm – 半波寬21nm的藍(lán)色光源 Red 640nm - 半波寬17nm的紅色光源

光化光源：藍(lán)光，可達(dá)5000 μmols m-2 s-1

紅光，可達(dá)5000 μmols m-2 s-1

遠(yuǎn)紅光源：結(jié)合暗適應(yīng)模塊用于Fo’測量或者暗適應(yīng)模式中Fv/Fm測量前的預(yù)照射。

檢測器&濾波器：具有700 ~ 750帶通濾波器的PIN光電二極管

葉綠素含量探頭技術(shù)參數(shù)

測量參數(shù)：CFR或葉綠素?zé)晒獗嚷剩‵735/F700），葉綠素含量mg/m2;

測量面積：10cm—1.2m直徑

NDVI、NDRE、PPR & CCCI探頭技術(shù)參數(shù)

測量參數(shù)：NDVI， NDRE， PPR， CCCI

測量面積：10cm—1.2m直徑

采樣速率 : 1~10000點(diǎn)每秒，根據(jù)不同測量自動選擇

存儲空間：2GB

輸出: CSV文件，可以通過wifi，以太網(wǎng)、U盤傳輸；可選手機(jī)、無線點(diǎn)對點(diǎn)、衛(wèi)星電話傳輸方式

供電：可以根據(jù)要求提供外部12伏電池。可以使用太陽能電源和主電源。

操作溫度： -10℃~+50℃

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