[发明专利]一种基于扁平栽培容器的植物根系自动化成像系统

说明书

本发明涉及一种基于扁平栽培容器的植物根系自动化成像系统，包括栽培容器区：用于存放一个以上的待成像的扁平栽培容器；成像区：使用单反相机成像为待观察的扁平栽培容器中的根系进行正反面拍摄成像；运移装置：用于完成扁平栽培容器在栽培容器区和成像区之间的运移，本发明的有益效果是：系统整体结构简洁，可观察的植株数量大，通过单个相机和多排扁平栽培容器间的运动，实现对每个扁平栽培容器中植株植物根系正反面的成像，数据采集量大且效率高，可对作物植物根系无损伤、高通量（每小时可分析300株植物）、全自动植物根系表型分析，测量分析参数包括根冠结构（包括根深、冠幅等）、根冠面积、根长等，适合新时代对植物表型的科研仪器要求，值得广泛推广。

技术领域

本发明涉及一种科研仪器设备，尤其涉及一种基于扁平栽培容器的植物根系自动化成像系统。

背景技术

作物表型组学是一个跨学科的新领域，植物的基因组是内因，植物生长过程中的外部环境是外因，内外因互作共同决定了植物的表型，也就是我们看到的植物外观形态。对植物表型的研究，是最新兴起的多学科交叉研究领域，是加速农作物种质资源创制的“新武器”。

目前国内外关于植物地上部表型的检测仪器较多，但是关于植物根系的栽培容器和自动成像的仪器则相当缺乏，国内尚无完善的设备。法国农科院的学者在德国LemanTec公司的高通量传送带平台的基础上增加了栽培容器(rhizotube)和旋转成像系统。该平台的特点是成像室固定，只有rhizotube在移动。德国尤里希研究所的GrowScreen-Rhizo的成像室位于两排根盒的中间，通过成像室内部的机械装置将根盒拉入成像室进行拍照。该平台的特点是成像室做线性运动，根盒也可被左右拉动。瑞典的RADIX是一个半自动化的植物根系成像平台.该平台在成像时需要将Rhizoslide拉入成像箱的缝隙中进行拍照，同时植株可以进行180度旋转，以拍照另一面。该平台的特点是成像室做线性运动，根盒可被左右拉动，在成像室中根盒可以旋转。美国的卡内基研究所的GIA-Root平台则是通过将扁形根盒进行垂直吊挂搬运来实现对每一个植株的单独成像，但是该方法不适合植株角度的植株，因为在扁型容器的吊挂过程中，叶片会互相干涉而受损。以上平台对于植物根系栽培容器、自动化搬运和图像采集方法上均有各种限制，导致其在通量上、植株栽培时长、搬运效率、可扩展程度和成像效率均有一定的局限。尚不能满足要求。因此需要开发一种高通量、高可扩展性的植株搬运和根系成像，同时考虑根系的遮光栽培和成像环境的系统将能大大提高根系表型鉴定的效率，加速育种进程。

发明内容

针对背景技术中的问题，本发明旨在提供一种基于扁平栽培容器的植物根系自动化成像系统。

本发明提供了一种基于扁平栽培容器的植物根系自动化成像系统，包括栽培容器区：用于存放一个以上的待成像的扁平栽培容器；成像区：使用单反相机为待观察的扁平栽培容器中的根系进行正反面拍摄成像；运移装置：用于完成扁平栽培容器在栽培容器区和成像区之间的运移；运移装置将栽培容器区内存放的扁平栽培容器依次运移到成像区完成扁平栽培容器的正反面成像；单反相机优选安装两台，位于成像区两侧，确保图片像素符合植物根系表型观察的要求并拍摄根系前后的生长情况；还包括栽培容器备用区，用于存放一个以上成像结束后的扁平栽培容器。

进一步优选的方案，所述扁平栽培容器包括两片透明板、间隔条以及遮光板；所述间隔条夹放在两片透明板之间，间隔条包括两根垂直间隔条和一根水平间隔条，垂直间隔条位于玻璃的两侧，水平间隔条位于透明板的底部，间隔条和透明板组成中空的栽培容器，垂直间隔条的外侧边还设置有一个以上的挂槽，挂槽位于中空容器外部；所述遮光板位于透明板的顶部，遮光板中部开设有遮光板槽，遮光板槽的形状与容器顶部开口处的形状相同且位置对应，遮光板的面积大于容器顶部面积。

进一步优选的方案，所述挂槽的槽口向下，形成倒“V”型，有利于于勾住扁平栽培容器。

进一步优选的方案，所述透明板采用钢化玻璃，是为了防止由于植物根系的生长从而造成扁平栽培容器产生形变，导致扁平栽培容器损坏的问题。