从事作物表型研究的你，是不是也被传统显微镜 “卡” 过？想拍整段根系/整片叶片的显微细节，要么成像范围不够得反复挪样本，要么手动拍了一堆图还要费劲拼接，不仅耗时长，零碎的图像还容易漏掉关键表型信息，连 “基因型-表型” 的关联分析都跟着受影响。

谷丰光电推出的高通量作物器官表型检测平台，彻底攻克传统检测中反复挪样、手动拼接图像的行业痛点。平台支持大尺寸样品超大范围一次性显微成像，通过自动化流程完成从扫描到采图全步骤，同步输出超高清的完整器官显微图像，实现大尺寸样品表型信息完整高效获取，表型检测效率直接翻倍！
 
高通量作物器官表型检测平台
超大成像范围 | 显微成像 | 自动图像采集
 

高通量作物器官表型检测平台依托高精度三轴成像平台自动完成从样本定位、扫描到图像采集全过程，实现超大范围、自动化、高速率的微观图像数据采集，并同步输出高分辨率器官局部显微图像与超高分辨率完整器官图像，能够实现待测样本整体表型与局部微观表型数据的全域精准分析。
 
核心功能
01超稳固成像支撑
依托高精度三轴位移平台与大理石平台的双重抗干扰设计，设备可主动隔绝环境震动与杂散光，搭配能兼容各类显微观察样本（如器官、组织切片）的放置区域，确保微观成像兼具极致清晰度与高度稳定性。
 

箱体内部结构图

 
02全自动高精度扫描
搭载三维高精度运动控制系统，系统能够全自动完成样本宏观巡弋、微观目标定位、对焦与高速扫描成像；还支持键盘实时操控机械轴运动，以及固定距离输入控制，实现高通量无人工干预检测。
 
03自动规划采集路径
区别于市面上的3D超景深显微镜，该平台可根据全视野RGB相机视角下拍摄的图像，分析需要采集区域，并自动规划微观图像采集路径（支持手动规划路径），提高采集效率，减少不必要的空白信息采集。
 
04高通量显微成像
显微RGB相机采集微观图像，微观镜头支持34X-250X放大，且可以灵活调节白平衡与曝光时间。显微图像拼接生成的超高清全景图，支持任意位置微观图像精准调取。
 
05超大成像范围
突破传统成像范围，拥有300mm×300mm超大成像范围，领先市面同类设备，无需多次移动样本或拼接图像，即可实现大尺寸样品微米级完整图像采集。
 
06智能数据解析与量化
集成实例分割、形态学处理及拼接重建等算法，自动完成图像拼接、目标识别与参数提取，量化输出根系构型、器官形态、叶片结构及动态生长等关键表型数据。
同时支持针对不同研究方向的表型分析算法定制开发，可适配作物遗传育种、生理生态等差异化研究场景的表型分析需求。
 

 
07采集速率高
以SOPTOP系统为对照，测试50mm单行拍摄耗时：高通量作物器官表型检测平台平均耗时仅为前者的1/7。核心优势源于高速连续运动拍摄策略，规避了传统系统 “停-拍” 的频繁操作。
 

植物根系微观表型研究应用案例
如图1所示，固定样品，采集该样品植物根系全景与微观图像；
 

图1 待检测植物根系

 
如图2所示，采集全景视角相机下的根系分割效果图；
 

图2 根系分割效果图

 
如图3所示，根据全视野相机视角下的根系图像，分析需要采集区域，并自动规划微观图像采集路径；
 

图3 自动规划微观图像采集路径

 
如图4所示，左图为单张显微图像，右图为通过拼接算法由微观显微图像拼接成的超高清、超高分辨率全景根系图，可查看任一位置的微观图像；
 

图4 单张显微图像&超高分辨率完整根系图像

 
如图5所示，基于上述采集的超高清图像可对根系根毛进行分割，可全面分析多类根毛表型：
根毛基础形态：根毛密度、根毛面积、根毛长度（平均长度、最大长度、最小长度）；
根毛纵向分布：根轴不同区段（根尖、伸长区、成熟区）的根毛密度 / 长度差异；
根毛聚类程度：根毛在局部区域的聚集系数（反映生长分布均匀性）；
 

图5 根毛表型采集

 
注：上述植物根系微观表型相关研究资料，由合作院校提供；相关研究论文目前尚未发表，拟于近期正式投稿发表。
 
依托上述高通量作物器官表型监测平台提取的根系表型信息，可以做以下科学研究：
1、非生物胁迫响应机制研究
依托根毛密度动态变化、成熟区长度分布特征，对比干旱/盐胁迫水培体系中处理组与对照组的表型差异；结合根冠细胞ABA信号路径、根尖分生组织细胞分裂模式，关联根毛形态变化与根冠信号传导、根尖基因表达（如AUX/IAA、SCR），阐明作物根毛表型可塑性应对胁迫的生理分子机制。
2、养分高效/抗逆种质筛选
依托成熟区根毛密度、纵向分布均匀性，测定不同种质在正常与低磷胁迫下的表型数据；关联根发育关键基因分子标记，建立 “根毛表型-功能基因位点” 对应关系，助力精准筛选养分高效、抗逆性强的作物种质。
3、根际微生物-根系互作研究
依托根毛表面微结构、局部聚类程度，搭配超高分辨率成像能力，追踪菌根菌丝（2-4μm）侵染、根瘤菌定殖根毛区的动态过程；量化根毛表型与微生物侵染/定殖效率的关系，明确根毛在根际共生中的作用，为优化菌根接种等共生体系提供依据。
4、栽培措施精准优化
依托根毛密度与长度耦合特征、纵向分布动态变化，测定不同水肥管理梯度下的根毛表型；关联根系养分吸收效率，建立 “栽培措施-根毛表型-吸收效率” 响应模型，优化精准栽培方案。
 
显微成像效果案例展示

采集蝴蝶翅膀微观表型

 

玉米气孔表型采集分析

 

组织切片微观成像

 
产品参数

 
应用场景
1、农业领域
作物器官的微观形态参数（如根毛密度与长度分布、花粉粒形态与表面纹路、气孔器密度与开度）；
生殖发育鉴定（如花粉活力评估、雌蕊形态分析）；
抗逆机理研究（胁迫下根系微观结构变化、气孔响应模式）；
遗传资源筛选（如突变体库微观表型快速筛查）；
2、生物领域
对各类胚胎、幼虫等生物的器官组织切片进行高通量成像，分析发育过程中的形态变化。
3、医疗领域
组织病理检测（如快速筛查肿瘤切片病变区域）。
4、食品领域
检测食品中是否存在微生物污染、异物残留等问题。
 
华中农业大学交付案例