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植物根系表型技術(shù)在育種、植物保護(hù)和其他植物科學(xué)研究項(xiàng)目中發(fā)揮著重要作用。根系表型研究人員迫切需要低成本、原位、對根系無破壞、適合天然土壤環(huán)境的技術(shù)。最近開發(fā)的許多根表型分析方法，如 minirhizotron、X-CT 和 MRI 掃描儀，在觀察植物根部方面具有獨(dú)特的優(yōu)勢，但它們也存在缺點(diǎn)，無法同時滿足所有關(guān)鍵要求。這項(xiàng)研究的重點(diǎn)是開發(fā)一種名為 MISIRoot 的新型植物根系表型分析機(jī)器人，該機(jī)器人侵入性極小，可在天然土壤中原位工作。MISIRoot系統(tǒng)主要由工業(yè)級機(jī)械臂、帶照明的微型攝像頭、花盆架平臺、以及用于根識別和特征提取的圖像處理軟件。MISIRoot 可以在對根部干擾最小的情況下獲取土壤中根部的高分辨率彩色圖像，并以 0.1 毫米的精度測量根部的三維 (3D) 結(jié)構(gòu)。在測試中，用 MISIRoot 在 V3、V4 和 V5 生長階段測量了水分充足和干旱脅迫組的玉米植物。系統(tǒng)成功獲取了根的 RGB 彩色圖像和包含檢測到的根位置的 3D 點(diǎn)云數(shù)據(jù)。


用 MISIRoot 測量的植物和未測量的植物（對照）與來自高光譜成像設(shè)備的結(jié)果（參考）仔細(xì)比較。兩組植物在不同的生長階段沒有發(fā)現(xiàn)顯著差異。MISIRoot 可以在對根部干擾最小的情況下獲取土壤中根部的高分辨率彩色圖像，并以 0.1 毫米的精度測量根部的三維 (3D) 結(jié)構(gòu)。在測試中，用 MISIRoot 在 V3、V4 和 V5 生長階段測量了水分充足和干旱脅迫組的玉米植物。系統(tǒng)成功獲取了根的 RGB 彩色圖像和包含檢測到的根位置的 3D 點(diǎn)云數(shù)據(jù)。用 MISIRoot 測量的植物和未測量的植物（對照）與來自高光譜成像設(shè)備的結(jié)果（參考）仔細(xì)比較。兩組植物在不同的生長階段沒有發(fā)現(xiàn)顯著差異。MISIRoot 可以在對根部干擾最小的情況下獲取土壤中根部的高分辨率彩色圖像，并以 0.1 毫米的精度測量根部的三維 (3D) 結(jié)構(gòu)。

在測試中，用 MISIRoot 在 V3、V4 和 V5 生長階段測量了水分充足和干旱脅迫組的玉米植物。系統(tǒng)成功獲取了根的 RGB 彩色圖像和包含檢測到的根位置的 3D 點(diǎn)云數(shù)據(jù)。用 MISIRoot 測量的植物和未測量的植物（對照）與來自高光譜成像設(shè)備的結(jié)果（參考）仔細(xì)比較。兩組植物在不同的生長階段沒有發(fā)現(xiàn)顯著差異。系統(tǒng)成功獲取了根的 RGB 彩色圖像和包含檢測到的根位置的 3D 點(diǎn)云數(shù)據(jù)。用 MISIRoot 測量的植物和未測量的植物（對照）與來自高光譜成像設(shè)備的結(jié)果（參考）仔細(xì)比較。


兩組植物在不同的生長階段沒有發(fā)現(xiàn)顯著差異。系統(tǒng)成功獲取了根的 RGB 彩色圖像和包含檢測到的根位置的 3D 點(diǎn)云數(shù)據(jù)。用 MISIRoot 測量的植物和未測量的植物（對照）與來自高光譜成像設(shè)備的結(jié)果（參考）仔細(xì)比較。兩組植物在不同的生長階段沒有發(fā)現(xiàn)顯著差異。

來源：MISIRoot: A Robotic Minimum Invasion in Situ Imaging System for Plant Root Phenotyping.Zhihang Song, Wei Qiu, Jian Jin
https://doi.org/10.21203/rs.3.rs-25184/v1