[实用新型]一种油菜全生长期信息的高通量表型研究系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及油菜全生长期育种检测领域，具体涉及一种油菜全生长期信息的高通量表型研究系统。

背景技术

油菜是常见的油料作物之一，在世界范围内(中国、加拿大、印度及欧盟等)都有着广泛的种植，是世界食用植物油和植物蛋白的主要来源之一，在国际农产品贸易中占有重要地位。我国人均可用耕地面积少，应对化肥、农药的滥用，提高油菜单位耕地面积的产量、质量，进行大规模温室油菜育种是一种行之有效的途径之一。化肥的无规律过量使用导致耕地品质下降，而油菜极易感染菌核病等病，在中国，菌核病可引起油菜减产10％～80％，化学杀虫剂的使用可以对发病起一定的防控，但是存在一定的滞后性，并且增加了生产成本，对环境造成污染。因此在生长过程中，对油菜全生长周期(苗期、蕾薹期、开花期、角果成熟期四个时期)的养分生理及病害信息进行监测是很有必有的。

作物育种是通过改良作物遗传，获得高产优质品种的技术，是作物产量和质量提升的主要途径之一。利用多源光谱成像数据获取高通量的作物育种信息可以有效地解决传统作物育种地面人工调查效率低、时效性差及标准不统一等问题，为育种专家提供高效决策信息。近年来，光谱及成像技术越来越广泛地被应用于农业生产。高光谱技术具有光谱分辨率高、图谱合一的独特优势，解决了“有谱无图”或“有图无谱”的问题，以其快速、无损、无污染及成本低的优点成为近年来农业生产领域发展最为快速的现代分析技术，高光谱成像仪包含可见近红外和近红外波段，依据不同的研究对象选择不同的波段，因其可以为每个像元提供十几、数百甚至上千个波段(波段多)、波段范围一般小于10nm(光谱范围窄)、有些传感器可以在350-2500nm的太阳光谱范围内提供几乎连续的地物光谱(波段连续)、数据量大等优势，利于利用光谱特征分析来研究地物、采用各种光谱匹配模型以及地物的精细分类与识别，为作物表型研究提供了丰富的数据信息。叶绿素荧光成像技术作为光合作用研究的探针，具有特异性、高灵敏度的特点，能快速反映作物生理生态状况，并且能够实现无损检测，在突变株筛选、病虫害检测、表型分析等众多领域都有着广泛的应用。多种成像技术手段可以全面获取检测对象的光谱信息，同时相互比对，有效提高检测性能。

传统的表型分析手段主要依靠肉眼观察和简单测量植物的特征和性状，存在规模小、效率低、误差大、实用性弱等问题，难以满足植物功能基因组学和分子设计育种的实际需求。为了充分挖掘基因组的信息以提高植物育种效率，加快高通量表型分析技术和平台的研究具有重要意义。过去几十年间，许多科学家依靠精巧的表型检测实验设计和勤奋敬业的精神完成了很多大规模研究工作。而如今，自动或半自动化的表型研究方法、大规模的数据处理方法，可以使大规模的生产检测应用于生产实践中成为可能。

实用新型内容

为了克服上述现有育种技术的局限性，本实用新型的目的在于提供一种油菜全生长期信息的高通量表型研究系统，提高育种的自动化水平，减少人工成本，提高育种质量，缩短育种时间，本实用新型具有多种光谱手段检测一体化、使用方便且检测高效性的优点。

本实用新型的研究系统，将利用光谱成像技术定期在线监测油菜全生长期的生长信息，通过对油菜的在线监测所获取的光谱信息进行分析，可以获取油菜的长势信息，为在油菜染病早期提供有效防控以及根据油菜营养状况进行变量追肥方面提供了准确快速的手段。

本实用新型所采用的具体技术方案如下：

一种油菜全生长期信息的高通量表型研究系统，包括：

油菜育种培养线，具有至少一培养架，所述培养架上放置带有电子编号的培养盆，并配有补偿光照的LED光源；

检测系统，包括检测传送带，用于对检测传送带上输送的培养盆成像的成像装置，以及识别所述电子编号的扫码器；

控制系统，用于对成像图像进行分析，并判断培养盆内的油菜生长状况是否正常；

运输机械臂，用于油菜育种培养线和检测系统间抓取所述的培养盆，并根据油菜生长状况摆放所述培养盆的位置。

本实用新型所要保护的是上述结构的装置系统，所述控制系统内所涉及的分析、判断方法，均属于现有技术，并不涉及对分析、判断方法的改进。

本实用新型中，所述油菜育种培养线，包括培养架、带有电子编号的培养盆、补偿光源；培养架依序摆放在培养室内，培养盆位于培养架上；配有人工照明，LED光源补偿功能，包括红光LED光源和蓝光LED光源，分别补充油菜光合作用所需的红光和蓝光，缩短油菜的生长周期。