[實用新型]一種田間作物根系表型的獲取系統

有效

• 申請號: 202020149892.2
• 申請日: 2020-01-29
• 公開（公告）號: CN211401080U
• 公開（公告）日: 2020-09-01
• 發明（設計）人: 姜東;傅秀清;吳劼;周國棟;丁艷鋒;毛江美
• 申請（專利權）人: 南京慧瞳作物表型組學研究院有限公司;南京農業大學
• 主分類號: G01B11/00
• 分類號: G01B11/00;G01N21/01;G01N21/84
• 代理公司: 南京北辰聯和知識產權代理有限公司 32350
• 代理人: 衛麟

一種田間作物根系表型的獲取系統。本實用新型包括相互垂直的第一方向根系表型獲取子系統和第二方向根系表型獲取子系統。其中的第一方向根系表型獲取子系統通過根窗監測方式，能夠直接獲取作物根系的整體表型數據。其采集方式快捷方便。第二方向的根系表型可通過根管系統獲取，根管埋設在地下不同深度，能夠完整獲取該深度下作物根系附近360°的表型數據，能夠方便在不同維度下對作物根系的細節結構進行準確采樣。并且，根管受外界影響小，可實時、動態、全天候地采集多種植物根系土壤水分、溫度以及作物根系生長參數的數據和圖像。

技術領域

本實用新型涉及作物表型獲取技術領域，具體而言涉及一種田間作物根系表型的獲取系統。

背景技術

作物表型是由基因與環境相互作用產生的部分或者全部可辨識的物理、生理和生化特征及性狀，包括作物的結構、組成以及生長發育過程，其不僅反映了分子水平上的表達調控，同時反映了植物的生理生化、形態解剖、脅迫抗性等復雜性狀。

作物育種領域中功能基因組學和基因技術的發展是糧食增產的最便捷和有效的手段。表型是作物基因的外部表達，是作物自身基因和外部環境共同作用的結果。因此，探索作物基因型、環境因素和作物表型特征、性狀的之間關系變得尤為重要。

植物根系是植物的重要組成部分，具有非常重要的功能，如水分和養分的吸收與轉運、有機物貯藏、植株錨定及與土壤互作等。植物根系發育情況對于許多植物研究工作至關重要,它關系著植物最佳處理時間的選擇、處理前植物生長發育狀態的一致性、處理過程中植物根系響應的及時反饋等一系列過程。因此，根系表型性狀的采集和分析已成為生物學及表型組學研究的重點和難點。由于土壤不可觀測性的限制，根系表型采集的核心在于如何原位觀察根系生長。傳統根系研究工作往往依賴于人工手動檢測小樣本植物根系的個別性狀，因此數據量有限，效率低，難以開展植物根系多種性狀的綜合分析，且引入人為因素極易導致測量數據的誤差，其可分析規模小、成本高、費時費力，缺乏規范性且測量精度較低，已成為制約植物基因組功能分析和分子育種發展的瓶頸。隨著植物基因組學研究和分子育種的快速發展，急需高通量、高精度和低成本的根系表型分析裝置來滿足獲取與植物生長、產量、品質和對生物、非生物脅迫的耐受性等相關表型數據的需求。

實用新型內容

本實用新型針對現有技術的不足，提供一種田間作物根系表型的獲取系統，本實用新型可以在最接近自然的狀態下，通過第一方向上的根窗監測系統和第二方向上的根管監測系統對田間作物根系進行兩個維度上的表型獲取與分析，解決了現有根系監測設備存在的不能開展田間大批量實驗、不能開展精確、自動獲取與分析作物根系表型的問題。本實用新型具體采用如下技術方案。

首先，為實現上述目的，提出一種田間作物根系表型的獲取系統，其包括：第一方向根系表型獲取子系統，其沿第一方向排列，包括根系檢測通道、玻璃視窗、軌道以及RGV小車；其中，所述根系檢測通道沿第一方向埋設在作物根系生長區域邊緣；所述玻璃視窗，其沿第一方向設置在根系檢測通道中接近作物根系生長區域一側的側壁上；所述軌道，其沿第一方向向上凸出設置在根系檢測通道地面的中間位置；所述RGV小車，其底座上設置有與所述軌道配合的導向槽和行走輪，所述行走輪驅動所述RGV小車沿第一方向設置的所述軌道移動；所述RGV小車上還設置有：可調云臺，其包括垂直設置在RGV小車上的第一滑動導軌，所述第一滑動導軌平行于所述玻璃視窗隨所述RGV小車移動而同步地沿第一方向移動；所述第一滑動導軌上還沿第二方向水平地連接有第二滑動導軌，所述第二滑動導軌相對所述第一滑動導軌移動以接近所述玻璃視窗或遠離玻璃視窗；集成平臺，其設置在所述第二滑動導軌上，提供平臺裝載各傳感器并能夠通過旋轉將傳感器調節至拍攝所需的俯仰角，所述集成平臺設置為同時垂直于所述第一滑動導軌以及第二滑動導軌且平行于所述玻璃視窗，所述集成平臺上接近玻璃視窗的一側設置有表型獲取傳感器組，用于分別采集玻璃視窗內作物根系沿第一方向分布的各類表型數據。