植(zhi)物“隱藏的壹(yi)半(ban)"被可(ke)視化和量化是根(gen)系(xi)研究的關(guan)鍵(jian)。為了(le)更好地(di)對植物地(di)下部(bu)分進行探(tan)索，越(yue)來越(yue)多(duo)的人(ren)對根(gen)箱栽培(pei)法(fa)培(pei)養(yang)的植(zhi)物根(gen)系(xi)進行原(yuan)位成像，因(yin)此，如(ru)何更精準(zhun)的對根(gen)際(ji)圖(tu)像(xiang)進行分(fen)割(ge)，對後續(xu)的研(yan)究(jiu)至關(guan)重要。

根(gen)箱栽培(pei)法(fa)的成像方(fang)式包括(kuo)RGB成像和高(gao)光譜成像，不僅可(ke)以(yi)對根(gen)箱培養(yang)的植(zhi)株(zhu)幼苗(miao)整體根(gen)系(xi)進行形(xing)態(tai)分析，高(gao)光譜成像還(hai)能夠(gou)進行土壤(rang)和根(gen)系(xi)的化學(xue)成像。基於此，北(bei)京易(yi)科泰(tai)有(you)限公司推(tui)出了(le)RhizoTron^®植(zhi)物根(gen)系(xi)高(gao)光譜成像系(xi)統，不僅能進行高(gao)光譜成像，還(hai)可(ke)進行RGB成像、紅(hong)外(wai)熱成像、UV-MCF紫(zi)外光(guang)激(ji)發生(sheng)物熒光(guang)高(gao)光譜成像，為(wei)根(gen)系(xi)多(duo)角度研(yan)究(jiu)提(ti)供(gong)非接(jie)觸(chu)、非損(sun)傷(shang)、數字化、可(ke)視化解決(jue)方(fang)案。

甜菜根(gen)系(xi)圖(tu)像(xiang)分(fen)割(ge)及(ji)形態(tai)分析

Gernot et.al以(yi)甜菜為(wei)實(shi)驗對象，對根(gen)箱培養(yang)的甜菜根(gen)系(xi)進行了(le)RGB成像和高(gao)光譜成像（900-1700nm）。基於RGB圖(tu)像(xiang)進行自(zi)動(dong)分割(ge)，基於高(gao)光譜圖(tu)像(xiang)的比(bi)值光(guang)譜(pu)指(zhi)數（1476nm與(yu)1076nm）實(shi)現了(le)根(gen)系(xi)與土壤(rang)的最(zui)佳(jia)分(fen)離。

以(yi)手(shou)動(dong)分(fen)割(ge)作(zuo)為(wei)參考(kao)，發現基於RGB自(zi)動(dong)分割(ge)對根(gen)系(xi)總(zong)根(gen)長進行追(zhui)蹤(zong)，其誤差為(wei)6.94%，基於高(gao)光譜光譜比(bi)率分(fen)割(ge)對根(gen)系(xi)總(zong)根(gen)長進行追(zhui)蹤(zong)，其誤差僅為1.5%。

同(tong)時(shi)，通(tong)過使(shi)用紫(zi)外燈(deng)（UV）與(yu)模(mo)擬太陽(yang)光照射(she)，並(bing)采集(ji)得到(dao)根(gen)系(xi)可(ke)視化圖(tu)像(xiang)，發現在(zai)明亮(liang)背景(jing)下UV圖(tu)像(xiang)更易(yi)識(shi)別根(gen)系(xi)。

綠(lv)蘿(luo)根(gen)系(xi)根(gen)際(ji)圖(tu)像(xiang)分(fen)割(ge)及(ji)形態(tai)分析

易(yi)科(ke)泰(tai)EcoTech^®的實(shi)驗室(shi)人(ren)員以(yi)綠(lv)蘿(luo)為(wei)實(shi)驗材料，使(shi)用RhizoTron^®植(zhi)物根(gen)系(xi)高(gao)光譜成像分(fen)析系統采(cai)集(ji)了(le)根(gen)系(xi)的400-1000nm高(gao)光譜數據。基於SpectrAPP^®對數據進行處(chu)理，發現使(shi)用Ctr2指(zhi)數分割(ge)效(xiao)果好。

參考(kao)文(wen)獻

[1] Gernot B , Mouhannad A , Alireza N , et al. RGB and Spectral Root Imaging for Plant Phenotyping and Physiological Research: Experimental Setupand Imaging Protocols. [J]. Journal of visualized experiments : JoVE, 2017, (126).