植物根系X射线-CT扫描成像分析系统——RootViz FS

美国Phenotype Screening公司的植物根系X射线扫描成像分析系统RootViz FS是在美国能源部创新项目资助下研发成功的一套新型、高效率、高精度、非破坏性的测量系统，用于对盆栽植物的根系进行原位成像分析，可以拍摄根系的立体X射线照片。

这套系统是植物根系研究领域继根视（rhizotron）系统（如加拿大Regent WinRHIZO根系分析系统）后激动人心的发明。根视系统需要将根取出清洗后，借助扫描仪进行分析，这个过程往往会折断植物的根尖等脆弱部分，而且属于离体分析，不能进行动态监测。而植物根系X射线扫描成像分析系统是非破坏性的原位分析系统，可以全方位分析植物根系所有部分（包括根尖等），并且可以在植物生长的不同阶段对根系的生长进行长期动态监测。这套系统非常适合于研究植物根系对胁迫的动态响应，可对株高高达2.0m，根系深达1.0 m的植株进行分析。

l 非入侵性

l 非破坏性

l 高效率

l 高精度

l 信息量大

l 可控条件下长期监测

l 根系生长发育动态研究

l 根系表型研究

Ø原位、非破坏的研究植物根系

Ø全方位分析植物根系所有部分

Ø长期监测植物根系的生长动态

Ø大容量、高效率、高精度的获取根系信息

Ø大批量快速筛选根系突变株

Ø完全可控条件下根系的生理、病理研究

Ø植物茎秆的无损检测

Ø植物种子的无损检测

应用领域

应用实例一：根系生长发育的动态监测

玉米出苗后 40 天的根系动态生长监测

利用红/蓝立体眼镜可以观看立体效果

应用实例二：不同品种间根系的差异

相对较大的角度分布，

相对较短、较粗的根

相对较小的角度分布，

相对较长、较细的根

两种水稻（Ra4993 和 Ra5531）的不同变种间根系的差异，利用植物根系X-光扫描成像分析系统可以容易的进行分析，而传统的洗根后扫描的方法会将根系间的角度差别忽略掉

利用红/蓝立体眼镜可以观看立体效果

应用实例三：根系系统分类

利用肉眼很难区分不同变种的植物根系。而借助植物根系X-光扫描成像分析系统结果，以侧根密度和主根长度为坐标轴得出的散点图，可以对大豆变种的根系进行分类。上图中，多根变种分布于中心线的上部，而正常品种分布于中心线的下部。将这两个品种杂交后，这种方法可用于快速扫描后代的多根特性。

应用实例四：根系对胁迫响应

特制培养介质不含营养盐、水分和任何害虫，因此研究人员可方便的添加不同营养盐、水分和害虫进行胁迫响应研究。

根瘤线虫的计数测量，上图是演示的根瘤随时间的变化而变化的趋势图

应用实例五：植物茎杆的X光成像研究

通过低能的X光成像技术可以无损的检测玉米的果穗茎，上图为实际获得的玉米果穗茎的图片

应用实例六：种子X光成像研究

无损研究植物种子内部的结构，比较同种不同个体之间的差异，上图为玉米种子成像图片

应用实例七：棉桃X光成像研究

通过立体眼镜查看棉桃内部的立体结构，可以分析棉桃内部不同部位的详细信息，上图为棉桃内部立体图片

主要技术参数

1.1工作条件：

Ø 环境温度：-5～＋45℃

Ø 相对湿度：0－80％

Ø 适用电源：220-240 VAC

1.2 技术规格与要求：

1.2.1技术规格

1m系统：

Ø 主机:1.870（高）x 0.915（长）x 0.610（宽）m

Ø X射线发射器 (50 kVp, 钨靶, 光斑直径~35μm，工作强度25kVp，0.3mA)

Ø 数码X射线相机 ( 2940 x 2304像素)

Ø 植物样品定位系统（垂直方向1m可调，水平方向38cm可调，可360度旋转）

Ø X射线防护装置 （内锁和指示灯，中/英文标签）

Ø 主控电脑：Win7 64位英文系统，1000 G数据存储，X射线系统控制及图像获取系统

Ø 图形图像分析电脑：Linux Mint 64位操作系统，32G内存，图像处理系统

Ø 速度：平面图≥20株/h；立体图≥15株/h

Ø 测量范围：ZD根长≤1.0 m；ZD植物高度≤2.0m

Ø “R”型固定架，45x200x1000 mm培养盆和相应培养介质

Ø “Q”型固定架，45x200x500 mm培养盆和相应培养介质

0.5m系统：

Ø 主机: 1.829（高）x 0.915（长）x 0.610（宽）m

Ø X射线发射器 (50 kVp, 钨靶, 光斑直径~35μm，工作强度25kVp，0.3mA)

Ø 数码X射线相机 ( 2940 x 2304像素)

Ø 植物样品定位系统（垂直方向0.5m可调，水平方向38cm可调，可360度旋转）

Ø X射线防护装置 （内锁和指示灯，中/英文标签）

Ø 主控电脑：Win7 64位英文系统，1000 G数据存储，X射线系统控制及图像获取系统

Ø 图形图像分析电脑：Linux Mint 64位操作系统，32G内存，图像处理系统

Ø 速度：平面图≥20株/h；立体图≥15株/h

Ø 测量范围：ZD根长≤0.5 m；ZD植物高度≤2.0m

Ø “Q”型固定架45x200x500 mm培养盆和相应培养介质

1.3 可获取参数

1.3.1 使用ImageJ协助处理图片得到 植物根长、根夹角和根系空间分布图（相对于中心轴）。

1.3.2 Rhizo Traits根系分析软件（选配）

Ø 总根长、总投影面积和总体积；

Ø 可获取5种以上不同等级根系分布图片以及不同等级根系的根长和投影面积；

Ø 不同深度根系分布的位置；

Ø 不同深度根系的直径；

Ø 不同深度根系分布的密度。

产地：美国 Phenotype Screening 公司

系统

功能

1m系统

测量范围：ZD根长≤1.0 m；ZD植物高度≤2.0m

推荐

0.5m系统

测量范围：ZD根长≤0.5 m；ZD植物高度≤2.0m

可选

防护箱

带安防开关，安全防护

必选

培养系统

“R”型固定架，45x200x1000 mm培养盆和相应培养介质（仅适用于1m系统）

“Q”型固定架，45x200x500 mm培养盆和相应培养介质

推荐

可选

水肥系统

恒温，定时灌溉

可选