植物表型組學(xué)的展望-WIWAM植物表型成像系統(tǒng)

表型組學(xué)是突破未來作物學(xué)研究和應(yīng)用的關(guān)鍵研究領(lǐng)域，通過表型分析來描述關(guān)鍵性狀可以為育種、栽培和農(nóng)業(yè)實(shí)踐提供基于大數(shù)據(jù)的決策支持。但是，沒有針對(duì)性的全表型標(biāo)記在植物研究領(lǐng)域中是沒有太多實(shí)際意義的。即使只針對(duì)某一個(gè)物種，全表型測量會(huì)產(chǎn)生海量、無重點(diǎn)的數(shù)據(jù)集。在今后相當(dāng)長的時(shí)間內(nèi)數(shù)據(jù)解析方法很難從這類數(shù)據(jù)集中地總結(jié)共性規(guī)律。并提取有生物學(xué)意義的信息。對(duì)于希望在植物研究中使用表型組學(xué)的團(tuán)隊(duì)而言，這樣的科研方式也是比較低效的。因此，表型組研究需要明確的目標(biāo)是在快速篩選關(guān)鍵性狀集的基礎(chǔ)上，為針對(duì)性解決科學(xué)問題提供決策數(shù)據(jù)，體現(xiàn)研究的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值，需重點(diǎn)指出的是表型組學(xué)研究不等同于表型儀器的購置，各類表型設(shè)備只是完成了數(shù)據(jù)采集工作而真正對(duì)生物學(xué)有意義的表型組信息需要由跨學(xué)科團(tuán)隊(duì)的緊密合作來完成，無論是利用F1/F2等分離群體開展植物數(shù)量性狀位點(diǎn)分析。還是利用近等基因系等開展基因克隆研究,選擇表型設(shè)備和分析手段應(yīng)明確目的,即為更好解決具體的生物學(xué)問題服務(wù)。

表型組學(xué)的巨大潛力還體現(xiàn)在其與其他組學(xué)研究。如基因組學(xué)、表觀組學(xué)、轉(zhuǎn)錄組學(xué)、蛋白組學(xué)、代謝組學(xué)和離子組學(xué)等)知識(shí)的綜合分析。量化分析特定表型的遺傳規(guī)律。對(duì)作物細(xì)胞、器官、群體不同層次的監(jiān)控，作物在不同發(fā)育階段的動(dòng)態(tài)性狀的獲取，并與其他組學(xué)分析結(jié)果融合，可對(duì)重要生命過程進(jìn)行多方位的解釋，中國幅員遼闊各地區(qū)實(shí)際情況差別較大，有必要針對(duì)不同生態(tài)環(huán)境中的作物表型組和其他組學(xué)數(shù)據(jù)進(jìn)行整合和交叉驗(yàn)證，揭示農(nóng)業(yè)植物生物學(xué)規(guī)律切實(shí)支撐中國各類作物的生理學(xué)、發(fā)育學(xué)、遺傳學(xué)、育種、栽培以及農(nóng)業(yè)大田生產(chǎn)等研究提升中國作物遺傳育種、栽培管理和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)服務(wù)能力。

WIWAM植物表型成像系統(tǒng)由比利時(shí)SMO公司與GHent大學(xué)VIB研究所研制生產(chǎn)，整合了LED植物只能培養(yǎng)、自動(dòng)化控制系統(tǒng)、葉綠素?zé)晒獬上駵y量分析、植物熱成像分析、植物近紅外成像分析、植物高光譜分析、植物多光譜分析、植物CT斷層掃描分析、自動(dòng)條碼識(shí)別管理、RGB真3D成像等多項(xiàng)*技術(shù)，以優(yōu)化的方式實(shí)現(xiàn)大量植物樣品以優(yōu)化的方式實(shí)現(xiàn)大量植物樣品——從擬南芥、水稻、玉米到各種其它植物的生理生態(tài)與形態(tài)結(jié)構(gòu)成像分析，用于高通量植物表型成像分析測量、植物脅迫響應(yīng)成像分析測量、植物生長分析測量、生態(tài)毒理學(xué)研究、性狀識(shí)別及植物生理生態(tài)分析研究等。

SMO是歐洲的機(jī)械設(shè)備制造與設(shè)計(jì)工程公司，是一家將大規(guī)模自動(dòng)化理念和工業(yè)零件和設(shè)備整合入植物成像系統(tǒng)的廠家，在機(jī)械自動(dòng)化以及機(jī)械視覺成像領(lǐng)域擁有豐富的設(shè)計(jì)和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，為歐洲客戶提供機(jī)械設(shè)計(jì)解決方案，SMO公司將機(jī)械領(lǐng)域的*理念帶入了植物表型機(jī)器人領(lǐng)域，所采用的配件均為工業(yè)界廣泛認(rèn)可的高品質(zhì)配件，耐受苛刻環(huán)境，另外表型設(shè)備領(lǐng)域的諸多自動(dòng)化配件，均由SMO公司自主設(shè)計(jì)，因公司擁有極為強(qiáng)大的工程師團(tuán)隊(duì)，基于工業(yè)領(lǐng)域的豐富經(jīng)驗(yàn)，可針對(duì)不同客戶需求，一般2-3周就可以提供極復(fù)雜表型成像系統(tǒng)的解決方案。目前WIWAM植物表型平臺(tái)分為WIWAM XY，WIWAM Line以及WIWAM Conveyor 3個(gè)系列。同時(shí)還可提供WIWAM Boxing柜式成像系統(tǒng)，也提供野外表型成像系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案。

WIWAM植物表型成像系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)

    所有表型平臺(tái)均為SMO工程部門自主設(shè)計(jì)、針對(duì)課題組的研究項(xiàng)目快速、準(zhǔn)確提供技術(shù)方案，設(shè)備中諸多備件為自主生產(chǎn)和設(shè)計(jì)

    公司軟件設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)針對(duì)具體項(xiàng)目提供有針對(duì)性的WIWAM定制軟件

    SMO和VIB自主開發(fā)PAPPA數(shù)據(jù)管理、視覺成像和分析軟件，系統(tǒng)處理整個(gè)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的大數(shù)據(jù)

    PIPPA軟件可安裝在網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器上，網(wǎng)絡(luò)中每個(gè)計(jì)算機(jī)均可操作

    在PIPPA軟件內(nèi)，可集合整合外來分析數(shù)據(jù)和文本

    易于獲取數(shù)據(jù)庫和原始圖像數(shù)據(jù)

    與客戶自有IT技術(shù)設(shè)施進(jìn)行整合

    針隊(duì)客戶對(duì)表型設(shè)備運(yùn)行環(huán)境了解欠缺的事實(shí)，提供表型設(shè)備生長室、室溫建設(shè)交鑰匙設(shè)計(jì)方案，實(shí)現(xiàn)環(huán)境參數(shù)。

    專門技術(shù)人員維護(hù)設(shè)備、定期指導(dǎo)維護(hù)硬件

    *代理密溝通服務(wù)、提供支持反饋

    自主電路設(shè)計(jì)、建筑內(nèi)電柜設(shè)計(jì)、機(jī)械電纜布線以及PLC管理所有室內(nèi)設(shè)計(jì)，將工業(yè)領(lǐng)域理念灌輸?shù)娇蒲兄?/span>

    采用開放式框架設(shè)計(jì)，整合世面上的所有種類成像模塊。