實驗室型高通量成像系統——Lab Scanalyzer LS30

全自動、高通量對大量植株進行成像

特別適合植物功能基因組學和植物表型組學

遺傳育種、突變株篩選、表型篩選的強大工具

機器人技術、圖像分析和大規模計算能力的完美結合

        實驗室型高通量成像系統——Lab Scanalyzer LS30 是一套可以全自動、高通量對大量小植株進行成像的系統，可以選擇配置可見光（VIS）成像、近紅外（NIR）成像、紅外（IR）成像、熒光成像或激光掃描3D成像（只適合高度15 cm以下的小植株）中的一種或多種。成像系統帶程控移動裝置，可以在X軸和Y軸上進行移動，并配有射頻或條形碼讀取器。Lab Scanalyzer LS30系統通過軟件控制攝像頭移動到樣品上方（多孔板或小盆）進行拍照，照片數據與該樣品的電子標記（射頻或條形碼）一起存儲。軟件也可控制攝像頭對多孔板上的每個孔進行單獨成像，每個孔的數據分布存儲（告訴軟件多孔板類型，然后自動編碼，如A01、A02……）。

        軟件可以控制系統每天自動對樣品進行成像，獲得樣品成像的時間動力學變化。只要點擊樣品的編碼，就可以獲得樣品的圖像及分析數據的時間動力學變化，并可進行復雜的統計學分析和圖表分析。 

        系統提供頂部光源和底部光源，并可通過軟件控制光強變化。根據測量樣品數目的多少，可以選擇配置4、24、48或72個多孔板的版本，不同版本的外觀尺寸差別很大。如有特殊需要，可以定制更大版本。 

        由于全自動、高通量測量獲得的數據非常龐大，本系統必須配置服務器來存儲數據。選購PHP遠程數據庫軟件，還可以對系統進行遠程原理、控制和分析。

主要功能

• 全自動、高通量對植物等小型樣品進行可見光成像、近紅外成像、紅外成像、熒光成像（包括整株GFP成像）和/或激光掃描3D成像（每套系統可選擇一種或多種）

• 通過可見光成像可以測量植物的結構、寬度、密度、對稱性、葉長、葉寬、葉面積、葉角度、葉顏色、葉病斑、種子顏色、種子顏色面積等等50多個參數

• 通過近紅外成像可以分析植物的水分分布狀態、水力學研究、脅迫生理學研究等

• 通過紅外成像可以進行植物干旱脅迫研究、蒸騰研究等

• 通過熒光成像可以分析植物的生理狀態

• 樣品可以是培養在多孔板中（如6、12、24、48、96、384孔板），也可以是長在小花盆中。

• 高通量測量大量樣品

• 花盆大小范圍，直徑3.64 ~ 20.51 cm，高2.79 ~ 15.44 cm

• 可選擇成像分辨率，特別適用于96孔板高精度測量

• 進行動物/昆蟲的游動/運動測試時，可自動獲取圖像

應用領域

植物功能基因組學、植物表型組學、遺傳育種、突變株篩選、植物生理學、農業科學、植物病理學、植物形態建模、植物生物信息學、種子生理學、種子病理學、植物脅迫生理學、植物水力學等研究領域。

應用實例

整盆擬南芥的GFP成像

        實驗室型高通量成像系統——Lab Scanalyzer LS30 特別適合于擬南芥植株的整株甚至是整盆的GFP成像。軟件可以自動過濾掉盆和土壤引起的噪音，把有用的圖像抽提出來進行進一步分析。對于不同的GFP，可以定制激發波長。下圖是整盆擬南芥的eGFP成像。

通過熒光成像進一步分析植物的生理狀態

        植物的可見光成像更多的是反映植物的表觀信息，對生理狀態的反映有限。而熒光成像可以較深入的反映到植物的生理狀態，如下圖中，熱水處理部分葉片后，可見光成像看不出有什么區別，而熒光成像則可以反映出受損傷的部位。

植物的生長動力學變化

        Lab Scanalyzer LS30系統特別適合于研究植物的形態學指標和在生長過程中這些指標隨時間的動力學變化，如下圖就是利用Scanalyzer HTS系統研究的擬南芥植株面積隨時間的動力學變化。利用Lab Scanalyzer LS30系統可以研究玉米等大植株整個生活史的動力學曲線，各種形態學指標都可以測量。

利用表型參數的雷達圖進行植株分類

        通過Lab Scanalyzer LS30系統可以獲得大量的植物表型參數，利用這些表型參數繪制的雷達圖，可作為反映植株形態的“指紋圖譜”。根據這種“指紋圖譜”可以對植株根據表型進行分類，特別適合于數量性狀基因座（QTL）研究。下面兩個圖根據擬南芥的表型雷達圖進行的植物分類，對于其它大型的農作物用Scanalyzer 3D系統測量后，也可以獲得類似的結果。

圖1 擬南芥表型參數的靜態雷達圖（“指紋圖譜”）

利用5種參數做的雷達圖，分類結果用顏色顯示。數據為擬南芥生長到第13天時的結果。

圖2 擬南芥表型參數的動態雷達圖（“指紋圖譜”）

利用5種參數做的雷達圖，但增加了時間序列的數據。分類結果用顏色顯示。數據為擬南芥生長到第0、4、8、13天時的結果。