WIWAM植物表型成像系统由比利时SMO公司与Ghent大学VIB研究所研制生产，整合了LED植物智能培养、自动化控制系统、叶绿素荧光成像测量分析、植物热成像分析、植物近红外成像分析、植物高光谱分析、植物多光谱分析、植物CT断层扫描分析、自动条码识别管理、RGB真彩3D成像等多项先进技术，以较优化的方式实现大量植物样品——从拟南芥、玉米到各种其它植物的生理生态与形态结构成像分析，用于高通量植物表型成像分析测量、植物胁迫响应成像分析测量、植物生长分析测量、生态毒理学研究、性状识别及植物生理生态分析研究等。

WIWAM叶绿素荧光成像模块是革新性的植物叶绿素荧光成像系统，是专门针对整个植株成像的相机系统，成像方式为远程成像，高分辨率和高速成像。生成图像提供了光合作用性能信息。该模块有两种版本:高分辨率版本和高速版本。同时配有分析软件，可为科学研究和工业应用提供少有的解决方案。所依据的原理是基于持续激发成像荧光计，用以测量Kautskyis响应曲线。采用了高能红灯来使光合作用饱和，通过使用敏感相机，在不同时间点对相应曲线成像以测量F0和Fm。依赖于所拍摄图像的有效信号/噪音比，相机积分时间是从20µs-1ms。红光灯的典型照射强度是1000-5000µmol/(m2s)。

WIWAM叶绿素荧光成像模块的版本

1.高分辨率版

此版本特点是高分辨率，成像可达1.4Mp,14bitA/D模数转化生成16384灰度值/像素以及15帧/秒。距离在80cm时，成像面积直径达到50cm。相机可以用于单株植物详细成像或对拟南芥植物的多个小植株成像在一起。

2.高速版

此版本专为在高帧速拍摄响应曲线设计。每秒可拍摄380帧图想，分辨率可达320×240像素，14bit的A/D模数转化。

WIWAM叶绿素荧光成像模块应用

高通量筛查:在此类应用中，系统安装在植物传送带上方(顶视)或侧面(侧视)。系统拍摄图像需要400ms，计算光合性能。这意味着其可以典型的每小时4000株植物的速度来筛查植物。

红掌植物Fv/Fm图

多荧光成像：研究上，系统可配备拓展滤波轮，于不同荧光波段成像。客户可指定滤波轮。有15种滤波轮供备选(1英寸光学滤波）多光谱成像：另外应用是光谱成像。这样可使用用于荧光成像的相同相机拍摄光谱图像。第二滤波轮利用白灯可使用15个不同光谱波段。除了光谱图像，也可拍摄彩色图像(RGB)。

多荧光和光谱成像：光谱和荧光多波段成像可集成在一个相机系统中。此CropReporter系统可在例如12个波段测量多荧光图像，3彩滤波(RGB)以及15种不同光谱波段。总共可达30个滤波轮。依据客户要求，还可提供其它滤波组合。

科研应用方向

植物生长、活力以及品质主要依赖于其水分吸收、营养、二氧化碳以及光合作用中光的作用。光合作用中，生成了糖和淀粉。光在此过程中作用非常关键，因光吸收累积了化学能，是植物生长的能量来源。胁迫条件，如干旱，恶劣温度、病害，害虫、除草剂以及营养缺乏会降低其生长速度。

光合作用

通过测量光合作用中的光吸收利用程度，植物的监控，活力以及品质可以数字表述：光合作用效率。该数字指示了多少百分百的光转化到生长当中。植物可达到83%的光合效率。只意味着达83%的叶绿素捕获光真正用于光合作用，用于糖和淀粉生产。当光合作用不起作用时，光合效率为零，没有光被吸收用于光合作用。

叶绿素荧光

植物体内的叶绿素在光照射时发出荧光。这意味着一旦植物被红光照射，植物发射出较深颜色的红彩色。 使用镜头中的光学滤波轮，可以拍摄荧光图片。采用特殊测量程序，可从这些荧光信号计算光合效率。 

摘要

马铃薯（Solanum tubulosum L.）易受高温影响，预计由于气候变化，高温的频率和持续时间会增加。无损表型技术是帮助农业适应气候变化的一项有前途的技术。在本研究中，三个马铃薯品种（Agria、Bellarosa和Desire）在四种温度处理下生长：20/15°C（T1）、25/20°C（T2）、30/25°C（T3）和35/30°C（T4）。使用多光谱和叶绿素荧光成像、3D多光谱扫描和气体交换分析来研究中等热胁迫对马铃薯形态和生理的影响，并选择对温度升高最敏感的表型性状。对温度升高最敏感的形态特征与叶面积减少有关，这在T2时已经检测到。温度升高（已经T2）也改变了叶片光谱特征，表现为红色、绿色和蓝色反射率增加，远红色反射率和花青素指数（ARI）降低。关于叶绿素荧光，温度升高（T2）导致暗适应（F0）和光适应（F0'）植物的最小荧光增加。气孔导度、蒸腾速率、光合速率、瞬时水分利用效率（WUE）和内在水分利用效率从T1增加到T3，并在T4再次降低。使用递归分配分析，对温度升高最敏感的马铃薯表型性状是叶面积投影（LAP）、ARI、F0和WUE。这些性状可以被认为是进一步研究马铃薯对温度升高的反应的标记性状。 

关键词：

高温；多光谱分析；叶绿素荧光；三维多光谱扫描；气体交换

在不同温度处理（20/15°C（T1）和35/30°C（T4））下生长十天后拍摄的PSII最大量子产率（Fv/Fm）、PSII有效量子产率（Fq'/Fm'）、非光化学猝灭（NPQ）和电子传输速率（ETR）的马铃薯伪彩色图像。

在不同温度处理（20/15°C（T1）和35/30°C（T4）下生长十天后拍摄的马铃薯近红外（NIR）反射率、叶绿素指数（CHI）和花青素指数（ARI）的彩色和伪彩色图像。

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