種子活力綜合檢測(cè)平臺(tái)落戶農(nóng)業(yè)農(nóng)村部蔬菜種子質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)測(cè)試中心

  日前，北京易科泰生態(tài)技術(shù)有限公司為北京市農(nóng)林科學(xué)院農(nóng)業(yè)農(nóng)村部蔬菜種子質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)測(cè)試中心安裝了一套PhenoTron®種子活力綜合檢測(cè)系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括智能LED光源培養(yǎng)、種子形態(tài)RGB成像分析、高通量種子呼吸強(qiáng)度檢測(cè)、種子萌發(fā)與種苗葉綠素?zé)晒獬上駲z測(cè)等現(xiàn)代技術(shù)，用于全面檢測(cè)種質(zhì)資源的表觀形態(tài)、呼吸代謝強(qiáng)度（耗氧率）、發(fā)芽及其抗逆性等表型性狀指標(biāo)。該系統(tǒng)的安裝運(yùn)行將為蔬菜種質(zhì)資源搜集利用與創(chuàng)新、蔬菜新品種選育等領(lǐng)域提供強(qiáng)大助力。

  智能LED光源培養(yǎng)臺(tái)為種子萌發(fā)及幼苗生長提供了可控環(huán)境。培養(yǎng)臺(tái)可調(diào)制模擬自然光照及程序化模擬晝夜節(jié)律；可調(diào)控培養(yǎng)溫度；內(nèi)置了通風(fēng)單元進(jìn)行換氣通風(fēng)。光強(qiáng)、溫度等培養(yǎng)條件均通過軟件進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)控和實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。
 

  種子活力檢測(cè)則由模塊化的檢測(cè)單元實(shí)現(xiàn)，包括葉綠素?zé)晒獬上駟卧⒏咄糠N子呼吸測(cè)量單元、種子形態(tài)分析單元，用于全面綜合評(píng)估種子活力及測(cè)量種苗-根系表型。

  葉綠素?zé)晒獬上駟卧捎妹}沖振幅調(diào)制（PAM）技術(shù)，既可對(duì)萌發(fā)中的種子成像，通過檢測(cè)子葉中的葉綠素?zé)晒忤b別種子是否萌發(fā)及其抗逆性，用于快速、高通量評(píng)估種子萌發(fā)率；又可對(duì)萌發(fā)后的幼苗成像，借助一系列的葉綠素?zé)晒鈪?shù)評(píng)估幼苗的光合能力和脅迫抗性，如QY_max大光化學(xué)效率（Fv/Fm，對(duì)各種脅迫極為敏感）、Effective QY有效光化學(xué)效率（量子產(chǎn)額）、NPQ非光化學(xué)淬滅（與光系統(tǒng)熱耗散、光保護(hù)機(jī)制有關(guān)）、Rfd熒光衰減比率等。

 
  由成像圖可見：熒光成像圖能很好的識(shí)別出每株樣品的子葉。通過識(shí)別發(fā)芽樣品便可計(jì)算發(fā)芽率。并且可借助軟件的尺寸篩選功能，按子葉的光合有效投影面積進(jìn)行分級(jí)篩選。此外，F(xiàn)v/Fm等熒光參數(shù)還可以反映幼苗的光合活性，進(jìn)而評(píng)估幼苗活力。

 
  從成像結(jié)果來看，種子萌發(fā)到一定階段，子葉的葉綠素?zé)晒饩涂赡芡高^種皮被觀測(cè)到，但其Fv/Fm大光化學(xué)效率相對(duì)于幼苗偏低。這樣就可以使用葉綠素?zé)晒獬上窦夹g(shù)進(jìn)行種子萌發(fā)不同階段的檢測(cè)。

  高通量種子呼吸測(cè)量單元采用了光學(xué)氧傳感器技術(shù)，通過測(cè)量種子的耗氧率（MO2）評(píng)估種子活力。即一般情況下，高活力的種子耗氧率高。測(cè)量單元由貼有氧氣薄膜貼的24孔多孔板、氧氣讀取器及在線數(shù)據(jù)采集分析軟件等部分組成。

 
 
  其中A1-A6及D4-D6為空白，B1-B6每個(gè)孔放有一粒種子，C1-C6每個(gè)孔放有兩粒種子，D1-D3每個(gè)孔放有3粒種子。可圖可見：在近兩個(gè)小時(shí)的測(cè)量記錄時(shí)間內(nèi)，空白組氧氣含量較穩(wěn)定；放有一粒種子的孔氧氣降低，曲線斜率小；兩粒種子的氧氣降低，快于一粒種子；三粒種子的孔氧氣下降較為明顯，下降速率快。

  種子形態(tài)分析單元?jiǎng)t采用高分辨率、具備透掃功能的掃描儀獲取高質(zhì)量的灰度圖片和彩色圖片，再借助專業(yè)的植物圖像分析軟件，對(duì)種子數(shù)量、長度、寬度、體積大小、表面積、周長進(jìn)行自動(dòng)測(cè)量及顏色分析。

 


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