[发明专利]一种田间作物根系表型的多通道获取系统及安装方法

说明书

本发明提供一种田间作物根系表型的多通道获取系统及安装方法，其包括根系检测通道、设置在根系检测通道上的玻璃视窗以及设置在根系检测通道之间的根管和监测仪。本发明通过驱动监测仪沿根管在作物根系生长区域的地下水平运行，从而通过内窥式的拍摄方式获得各根管沿线360°范围内作物根系的分布状况。本发明可以在最接近自然的状态下，通过多通道根管监测系统进行田间作物根系表型的获取与分析，解决了现有根系监测设备存在的不能开展田间大批量实验、不能开展精确、自动获取与分析作物根系表型的问题。

技术领域

本发明涉及田间作物培育技术领域，具体而言涉及一种田间作物根系表型的多通道获取系统及安装方法。

背景技术

作物表型是由基因与环境相互作用产生的部分或者全部可辨识的物理、生理和生化特征及性状。其包括作物的结构、组成以及生长发育过程，其不仅反映了分子水平上的表达调控，同时反映了植物的生理生化、形态解剖、胁迫抗性等复杂性状。

作物育种领域中功能基因组学和基因技术的发展是粮食增产的最便捷和有效的手段。表型是作物基因的外部表达，是作物自身基因和外部环境共同作用的结果。因此，探索作物基因型、环境因素和作物表型特征、性状的之间关系变得尤为重要。

植物根系是植物的重要组成部分，具有非常重要的功能，如水分和养分的吸收与转运、有机物贮藏、植株锚定及与土壤互作等。植物根系发育情况对于许多植物研究工作至关重要,它关系着植物最佳处理时间的选择、处理前植物生长发育状态的一致性、处理过程中植物根系响应的及时反馈等一系列过程。因此，根系表型性状的采集和分析已成为生物学及表型组学研究的重点和难点。由于土壤不可观测性的限制，根系表型采集的核心在于如何原位观察根系生长。

传统根系研究工作往往依赖于人工手动检测小样本植物根系的个别性状，因此数据量有限，效率低，难以开展植物根系多种性状的综合分析，且容易引入人为因素，极易导致测量数据的误差。现有的根系表型获取手段，其可分析样本的规模小、成本高、费时费力，缺乏规范性且测量精度较低，已成为制约植物基因组功能分析和分子育种发展的瓶颈。随着植物基因组学研究和分子育种的快速发展，急需高通量、高精度和低成本的根系表型分析装置来满足获取与植物生长、产量、品质和对生物、非生物胁迫的耐受性等相关表型数据的需求。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提供一种田间作物根系表型的多通道获取系统及安装方法。本发明具体采用如下技术方案。

为实现上述目的，提出一种田间作物根系表型的多通道获取系统，其包括：根系检测通道，其包括相互平行地埋设在作物根系生长区域边缘的至少两个，所述根系检测通道埋入地下的深度至少达到作物根系的生长深度范围；玻璃视窗，其设置在根系检测通道中靠近作物根系的侧壁，作物根系生长区域边缘的作物，其根系贴近所述玻璃视窗生长；根管，其设置在相互平行的根系检测通道之间，所述根管贯穿作物根系生长区域；监测仪，其设置在各根管内，沿根管在作物根系生长区域的地下水平运行，所述监测仪在所述根管内沿根管的周向旋转，拍摄各根管沿线360°范围内作物根系的分布状况。

可选的，上述任一的田间作物根系表型的多通道获取系统，其中，所述根系检测通道，其顶部设置有采光井，所述采光井为透明材质，将自然光引入根系检测通道内提供照明。

可选的，上述任一的田间作物根系表型的多通道获取系统，其中，所述玻璃视窗上还设置有卷帘结构，卷帘结构由玻璃视窗顶部放下，遮挡射入作物根系生长区域内的光线，或者在拍摄玻璃视窗上作物根系分布状况时向上卷起由采光井所引入的自然光或为根系检测通道内的照明设备为根系拍摄提供照明。

可选的，上述任一的田间作物根系表型的多通道获取系统，其中，所述根管包括有相互平行间隔设置在作物根系生长区域内的多组，每一组中均分别包括分别水平设置在作物根系生长区域内不同深度的多根，各根根管之间相互平行，每一根根管内均分别设置有监测仪，各监测仪分别在所述根管内水平移动并沿根管的周向旋转，拍摄各根管沿线360°范围内作物根系的分布状况。