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。

高粱叶片在用2种不同浓度（0.1和0.5 g/mL）的DCMU处理后第1天和第7天的假彩色图像。受到视觉参照处理的叶片上划出了暗线。绿色代表更多的荧光，而蓝色代表荧光较低的组织

光合作用是最重要的生物反应之一，是全球人口增长所依赖的作物生产力和产量的基础。然而，为了开发能够提高生产力的改良植物品种，需要能够在田间条件下准确、快速地量化大量基因型的光合效率的方法。叶绿素荧光成像是一种快速、非破坏性的测量方法，可以深入了解光合作用光依赖反应的效率。

叶绿素荧光成像系统可用于盆栽高粱植物的叶子荧光成像研究，叶子用光系统II抑制剂DCMU处理，以降低光化学效率（FV/FM）。荧光成像系统检测荧光变化的能力是通过将图像衍生值与手持荧光计进行比较来确定的。这项研究表明，成像系统能够准确测量光化学效率（FV/FM），并且与手持式荧光计值高度相关（r = 0.92）。此外，荧光成像系统能够跟踪由于在7天内处理DCMU而导致的光化学效率下降。

叶绿素荧光成像系统能够捕捉植物对诱导胁迫的反应的时间动态，这种动态与野外环境中发现的非生物和生物胁迫具有可比性，表明该系统运行正常。通过荧光成像系统的验证，可以利用叶绿素荧光成像能力和高通量进行生理和遗传学研究。

高粱叶片在用2种不同浓度（0.1和0.5 g/mL）的DCMU处理后第1天和第7天的假彩色图像。受到视觉参照处理的叶片上划出了暗线。绿色代表更多的荧光，而蓝色代表荧光较低的组织

叶绿素荧光是研究光合效率的一个重要特征和有用方法，是对植物生理状态的深入了解的一种手段。尽管其能够快速、无损地捕获光依赖反应的状态，但在野外环境中筛选大型植物种群的任务仍然繁重。田间环境中部署叶绿素荧光成像系统可快速捕获这些数据并用于研究和品种开发。确保成像系统获得准确的叶绿素荧光数据对于未来的应用至关重要。叶绿素荧光成像系统用于跟踪荧光随时间变化的能力，以便能够量化应激症状学的时间动态。

荧光成像系统能够测量荧光，能够量化DCMU对光合作用的影响。先前的研究表明，阻断电子传输的DCMU直接影响光合作用的光依赖反应。此外，使用手持设备捕获田间地块的冠层荧光将非常耗时，而且几乎不可能从具有数百个实验地块的整个地块中获取，而叶绿素荧光成像系统可以在数小时内从田间所有地块获取图像数据。然而，在野外环境中使用荧光成像是一个挑战，与目前的研究一样，条件并不总是最佳的。低风速是为成像系统本身和被成像的植物提供稳定性所必需的。

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植物只能培养、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3D成像等多项先进技术，以优化的方式实现大量植物样品以优化的方式实现大量植物样品——从拟南芥、水稻、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。 

植物表型分析技术是筛选优良作物品种方法中，研究植物基因功能和环境效应的关键步骤，不仅适于研究外观物理特性，还可以研究植物生长发育过程中基因型与环境因素相互作用所产生的，生理生化特性以及植物基因型与表型映射关系，已受到科研工作者的广泛关注。

高通量植物表型分析技术通过整合传感器、自动控制、环境调控以及数据挖掘等多种先进技术，有效地解决传统植物表型分析技术中存在的费时费力、精度低、适用性弱等问题，为阐明不同环境因子及基因型对植物生长、产量、质量、生理状态的影响及研究植物不同表型间的关系提供了有效的帮助。其中，光学技术以其非接触性、快速、无损伤、高灵敏度、高分辨率等优势为高通量植物表型分析提供了技术支撑。光学成像技术主要包括RGB成像、多光谱/高光谱成像、叶绿素荧光成像和热红外成像等，这些技术在获取植物的叶/冠层形态生长模型、逆境响应、养分生理、光合作用、冠层温度等信息上具有很大的优势。其中，叶绿素荧光技术可以通过对叶绿素荧光的探测分析PSII内的生理反应过程，如光化学反应、热散失等，能反映实际生物学意义，该技术已应用于植物的逆境生理检测、病虫害检测、光合作用机理及抗逆性生理等研究。此外，结合图像技术，可以较好地反映植物在叶片和冠层水平的光合 生理的空间异质性。叶绿素荧光图像信息量丰富，利用数据挖掘、机器学习等方法可进一步挖掘图像的潜在信息。由于叶绿素荧光技术的多种优势，在高通量植物表型分析中的应用也越来越广，广泛应用于室内和田间表型研究中。

叶绿素荧光成像系统克服了传统荧光仪有限点测量的缺点而被逐渐广泛应用。系统一般包括激发光源、滤波片、检 测器、计算机和控制模块等，可以获得植物叶片或冠层的叶绿素荧光信号，结合数字图像处理技术可分析荧光强度在空间的分布情况。不同的测量方案可以获得不同的荧光诱导猝灭曲线，其中光源和光照模式的设置是方案选择的关键。光源的主要类型有测量光、光化光与饱和光。测量光用于激发暗适应后较小荧光，通常选择蓝光或红光；光化光是一种近似自然光的光源，光化光的光强与自然光十分相近，研究人员通常选择蓝光或红光使植物的光合系统产生实质上的光化学反应；饱和光的光强度较过植物光合系统的捕光能力，使叶绿素荧光强度达到较高，通常选择白光。不同光照模式可以获取不同的光合作用信息。 

WIWAM XY系统可自动测量数百株植株

该WIWAM XY可自动在百万分之一秒速度测量荧光图片，提供光合系统II的 Kautsky诱导曲线的0-, J-, I以及 P。每个像素的荧光参数可计算出来，以图像显示。相同光学设置外加滤波轮可用于拍摄多光谱图像，用于荧光成像。设备可生成 Chl-index 指数图像(与叶绿素量相关)，Ant-index 指数(与花青素含量相关), NDVI， NIR 以及颜色，系统可高通量测量整个植株的荧光以及光谱图。系统基于sensor-to-plant理念设计，多功能平台可容纳高达20cm的小植株以及多孔板。系统还可对GFP以及RFP成像。系统还配置了高精度称重和浇水系统。

相机帧速达100帧/秒（14bit，相机曝光时间5μs）

配置All LED light sources for红、远红、白、NIRLED光源

内置计算机

荧光和多光谱逐像素信息

拍摄图像

·100 荧光图像/秒

·黑暗: F0, FJ, FI, FM

·光下t: Ft’, FJ’, FI’以及 FM’

·6波段光谱图

·成像面积 20×20 cm2

·大景深 (DOF)

植物多个参数

·Fv/FM=φPo=(FM-F0)/FM(较大量子产率，PSII 光合系统photochemistry)

·φEo=(FM-FJ)/FM (电子传输量子产量)

·φRo=(FM-FI)/FM(PSI终端受体量子产量降低)

·tFM( FM时间)

·A (诱导曲线上方面积) 以及Sm (FM-F0归一面积)

·PIabs(性能指标)

·φPSII=φPt=Fq’/FM’=(FM’-Ft’)/FM’ (PSII 光合系统有效光子产量)

·ETR (电子传递速率)

·NPQ, F0’, qN, qP 以及Rfd

·Chl-index, Ant-index, NIR, NDVI, 红、绿、蓝色

·开源软件或其他软件16 bit拍摄原图

基于WIWAM XY植物表型成像系统的文章发表在先进期刊如Nature Biotechnology等上面，是迄今为止，发表文章级别较高的高通量植物表型成像系统之一。

北京博普特科技有限公司是WIWAM植物植物表型成像系统中国区总代理，全面负责其系列产品在中国市场的推广、销售和售后服务。