PhenoTron-SR植物表現型イメージング解析システム

Plant Phenotyping from Shoots to Roots

PhenoTron-SR植物表現型イメージング分析システムは同時に作物根系と苗、作物冠層に対して表現型イメージング分析を行うことができる。システムはホストシステムとスペクトルイメージングシステムから構成される：ホストシステムはシステムプラットフォーム（ホストボックス）、制御ユニット、サンプルホルダー、データ処理サーバーなどから構成される；スペクトル撮像システムは、撮像センサ、光源、雲台などを含むスペクトル撮像ユニットと自動走査軸から構成される。その主な技術特徴は以下の通りである：

1) Phenotyping from shoot to root:植物の地上部分（shot）と地下根系（特製RhizoTron植物根系観測培養箱RhizoBox）に対して表現型性状イメージング分析を行うことができる

2) 標準配置は60度傾斜自動走査イメージングであり、同時にRhizoBox根系と苗に対して高スペクトルイメージング分析とRGBイメージング分析を行い、45度、70度、90度（垂直走査イメージング）などの他の角度を選択することができる

3) トップクラウンRGBイメージング分析、赤外熱イメージング分析、高スペクトルイメージング分析、クロロフィル蛍光イメージング分析（通常の培養ボウルに適したサンプルホルダーを選択可能）

4) iPOTデジタル化植物培養鉢またはRhizoBox根系培養箱を選択的に配合でき、土壌水分温度、重量、植物成長、光合成効率、PI（performance Index）、茎流などの生理生態指標は、土壌浸出水を自動的に採取し、土壌栄養塩分析を行うことができる

5) モジュール式構造で、強大なシステム拡張機能を備え、システムプラットフォームは自動自在キャスターで、移動しやすい

6) 遠隔制御、自動運転データ収集ストレージなどの機能

左から順に：システム透視図、システム内部構造図（側面傾斜自動走査軸、RhizoBox、トップイメージングセンサなどを含む）、綿花根系RGBイメージング、綿花根系高分光イメージング分析（900-1700 nm）

技術指標：

1) 制御ユニットは組み込み型オペレーティングシステムであり、全中国語タッチスクリーンであり、システムの調整、試運転などに便利である

2) ユーザーはPC側の全中国語GUIソフトウェアを通じてカメラとプラットフォームを遠隔操作することができる

3) サポートポートフォリオコマンド：最大10本のコマンドを設定でき、無人作業を実現する

4) シリアル通信とTCP/IPプロトコル、シングルチップ機との通信制御と遠隔通信プロトコルを実現する

5) 標準自動走査軸が60度傾斜しており、傾斜根系培養箱の土壌攪乱影響を防止できる

6) 自動走査軸プッシュ走査速度と精度：1-90 mm/s調整可能、移動精度1 mm

7) 有効走査範囲：標準配置120 cm

8) サンプルホルダー：標準RhizoBoxルートボックス40 cm幅（幅は調整可能、40 cmは標準最大幅）、最大高さは100 cmに達することができ、他の仕様を選択することができる

9) サンプルトレイは単一の大培養鉢または複数の小培養鉢に適しており、お客様のニーズに合わせてカスタマイズすることができます

10) VNIR高スペクトルイメージング：

a) 帯域範囲：400-1000 nm

b) 帯域数：224チャネル

c) スペクトル分解能：FWHM 5.5nm

d) 空間解像度：1024 x 1024以上

e) 信号対雑音比600：1

f) 解析パラメータ：イメージング測定分析可能作物の生化学、生理指標例えばクロロフィル含有量、アントシアニン含有量、カロチン含有量、光利用効率、健康指数、被覆度、ストレスなどの20以上のパラメータ

11) SWIR近赤外高スペクトルイメージング：

a) 帯域範囲：900-1700 nm

b) 帯域数：224チャネル

c) スペクトル分解能：FWHM 8nm

d) 空間分解能：640 x 640 nm以上

e) 信号対雑音比：1000：1

f) 分析パラメータ：イメージング可能測定分析NDNI正規化N指数、NDWI正規化水指数、MSI水分ストレス指数など

12) 赤外線サーモグラフィ（オプション）：

a) 解像度：640 x 512ピクセル

b) 測定温度範囲：-25°C－150°C

c) 感度：0.03°C（30 mK）@30°C

d) スペクトル範囲：7.5－13.5μm

e) センサー：非冷凍赤外線焦点平面センサー、多点校正済み（校正証明書を備える）

f) 1-14倍デジタルズーム

g) ソフトウェアはパレット（自然、虹、階調、勾配など14種類の色組み合わせ）、差分技術、温度範囲設定（色分布や選択範囲などを変更するため）、等温線モード、選挙区分析（点、線、多角形など）、温度スキャン（選択線の温度分布曲線などを表示する）、断面温度、時間図などを備える、画像情報を表示できます。報告モードなどを備える、制御可能な設定

13) RGBカラーイメージング：高解像度RGBイメージング18MPixels，10 光学倍ズーム、その他の解像度レンズを選択可能、専門植物根系とshots分析ソフトウェアを搭載

14) クロロフィル蛍光イメージングユニット（オプション）：

a) 専門高感度葉緑素蛍光イメージングCCD、フレームレート50 fps、解像度720 x 560画素、画素サイズ8.6 x 8.3µm

b) 光化学光最大1000µmol.m^-2. s^-1調整可能、飽和パルス3900µmol.m^-2. s^-1

c) Fv/Fm、Kautsky誘導効果、蛍光クエンチ分析、光応答曲線などのprotocolsを自動運転可能

d) 50複数の葉緑素蛍光自動測定分析パラメータ、以下を含む：Fv/Fm、Fv'/Fm'、Y（II）、NPQ、qN、qP、Rfd、ETRなど、自動的に葉緑素蛍光パラメータ図を形成する

e) 自動同期表示葉緑素蛍光パラメータ及びパラメータ図、葉緑素蛍光動態曲線、葉緑素蛍光パラメータ周波数ヒストグラム

15) 空気温湿度、光照射及び上部レーザー距離測定モジュールを選択可能

16) システムプラットフォーム規格：標準配置約120 cmx 60 cmx 160 cm（縦x幅x高さ）、重量約50 kg

左図は頂部冠層高分光イメージング（NDVI）、右図は根系イメージング抽出（易科泰生態技術会社Ecolab実験室提供）