66-生菜近红外成像分析技术

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LemnaTec 高通量监测

生菜近红外成像表型研究


近红外成像技术(NIR)

LemnaTec 系统通过使用近红外（NIR）或短波红外（SW-IR）成像技术可以获取与植株相关的详细

信息诸如：叶片的灌溉情况以及叶片对供水限制条件或者干旱条件的响应（比如处于生长期或者贮存期

期间）。下图是不同生菜栽培种经过干旱处理后，叶片在 1450 到 1600nm 间近红外吸收峰值的变化情况。

图 1：卷心生菜（上方）和两种橡叶生菜（绿色和红色，下方）在高温环境条件下的干旱处理试验。叶片失水过多造成近

红外成像在反射率上急剧的上升。蓝色表示高水分含量，红色表示低水分含量（高反射率）。

不同生菜栽培种对干旱的快速响应试验只是 NIR 成像技术的一种应用；这种试验可以定量研究植株

水分的动态变化。

近红外成像系统可以对各种植物进行类似的试验。即使使用盆栽植株，也可以用来研究干旱条件下

植株对水分胁迫的响应。

下图为通过近红外成像获取的多个吸收波长范围的定量数据，并通过伪彩图中不同的颜色来表示。



图 2：干旱处理不同生菜栽培种叶片的动态变化。为了得到可对比的数据，只测定表层叶片。随着干旱处理时间的延长，

蓝色的比例逐渐减少，而绿色/黄色/红色/紫色的比例逐渐增多。

图 2 显示了通过非破坏性成像技术获得关于叶片失水后的大量动态变化数据。卷心生菜叶片含水量

最高(蓝色比例高)并且失水最慢，红橡叶生菜失水最快。然而大量中间数据表明：与绿橡叶生菜相比，

其它两种生菜在干旱处理的前几个小时，叶片失水速度较慢。从以上数据解析看出近红外成像技术作为

作为不同植株表型研究的强有力工具。

干旱处理对叶片的影响可以通过伪彩图中各类颜色的明显变化反映出来，这恰恰也体现了该技术的

高灵敏度。

这些颜色的变化可能与感官数据有关比如：脆性和口感，也可能与农艺性状有关比如：水分有效利

用率和耐旱能力等。

结论

LemnaTec 系统是一个表型研究的综合性平台，非常适合用于形态学性状的定量研究，比如生菜在

整个生活史期间的变化，这同样也适用于其它植物。

LemnaTec 系统可以为植物水分变化的定量研究提供强大的功能，上述实例只是其强大功能之一瞥。

通过这种技术测定的基于生物学相关参数的所有结果都具有可重复性。

另外，LemnaTec 系统可以根据用户和特定的研究需要定制多种多样的应用配置。




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