PhenoMate是一款对小型植物自动进行顶部高通量叶绿素荧光高清成像（600万像素像素）测量的系统，配备6种滤光片进行叶绿素荧光成像和反射光谱成像。能够获得用于表型分析的可见光成像、用于光合作用分析的叶绿素荧光成像、在近红外区的NIR反射成像RNIR、反映叶绿素含量的叶绿素指数成像RChl，以及反映花青素含量的花青素指数成像RAnt。PhenoMate包括带成像系统的直角坐标机器人系统、带NAS的控制电脑系统（配备24英寸显示器、键盘、鼠标）、预※装分析软件的分析电脑系统（配备24英寸显示器、键盘、鼠标）等。
PhenoMate配备一套360 cm x 200 cm的培养桌用于放置植物进行测量及培养，配备直角↓坐标机器人用于在x-、y-和z-方向上自动移动成像系统。这个培养桌可以放置1056株植物。PhenoMate的成像单元每次可以测量16株植物，而这16株植物都可以进行独立分析。用这种方法只需要移动66个位置就可以完成1056株植物的测量，大大提高了测量效率，做到了高通量植物表型测量。
PhenoMate采用一种潮汐式灌溉水培系统对生长在岩棉（rockwool）介质上的植物进行灌溉⌒ 和添加营养。岩棉具有很好的透气性和保水性，经过1600℃的高★温提炼，无菌、无污染，是欧洲主要的无土栽培基质。采用岩棉种植可以☆进行精确的水分管理和养分管理，有效地控制根系的生ξ长，实现植株营养生长和▼生殖生长平衡。
PhenoMate的培养系统包括两套灌溉系统，分别位于〖培养桌的左侧和右侧。每套灌溉系统有独立的储水罐和泵，这样就可〗以在一个实验中实施两套不同的灌溉和营养方案。每套灌溉系统能够放置528个40 mm x 40 mm x 40 mm的岩棉块，合计放置1056个。
PhenoMate采用LED作为激发光源来激发叶绿素荧光（红色）或进行多光谱测量（白色/近红外），获得叶绿素荧光成像、可见光成像（R/G/B），以及叶绿素、花青素和近红外区的反射光谱。由于采用一个相机和光学镜头来进行所有这些成像的测量，因此所有的成像结果都可以进行逐个像素的比较。图像已▓非处理16位RAW格式存储。利用配套的控制软件，可以在这个培养桌的任意位置进行测量。
PhenoMate的分析软件提供了】配套的成像算法，用于对成像结果进行光合作用、可见光或多光谱的计算分析，数据以CSV格式存储。
系统容量
1056株小※型植物，培养介质直径6 cm；或264株中型植物，培养介质直径12 cm。
系统通量
成像单▆元在培养桌上移动一个位置需要8秒钟，完成一次测量需要12秒钟，因此对1056株植物进行测量只需要22分钟。
相■机分辨率
相机的分辨率为2440 x 2440像素，成像面积╲为24 cm x 24 cm，因此每个像素的分辨率为100 um。对叶绿素荧光成像而言①采用2 x 2 binning模式是非常理想的。
由仪器控制软件直接测量出的成像参数
| Fo | 植物暗适应后当所有反应ω 中心都处于开放态时的初始（最小）荧光成像 |
| Fm | 植物暗适应后当所有反应中心都处于关闭状态时的最◎大荧光成像 |
| Ft | 植物接受光照一段时间t后的实时荧光成像 |
| Ft=5min | 植物照光5 min后的荧光成像 |
| Fm’ | 照光后当所有反应中心都处于关闭状态时的最大荧光成像 |
| RNIR | 近红外波段的反射光谱成像 |
| RChl. | 叶绿素的反射光谱成像 |
| RAnth | 花青素的反射光谱成像 |
| RRed | 可见光成〓像的R（红色）通道反射光谱成像卐 |
| RGreen | 可见光成像的G（绿色）通道反射光谱成像 |
| RBlue | 可见光成像的B（蓝色）通道反射光谱成像 |
由仪器分析软件分析得出的成像参数
分析得出的光合作用参数可以分成三组：
| Fv/Fm | 植物暗适应后的最大光合效率成像 |
| φPSII | 植物照光后的实际光◤合效率φPSII =Fq’/Fm=(Fm’-Ft)/Fm’ |
| NPQ | 非光◥化学淬灭NPQ=(Fm-Fm’)Fm’ |
| Rfd | 植物活力指数Rfd=(Fm-Ft=5min)/Fm |
| qN | 非光化学△淬灭qN=(Fm-Fm’)/(Fm-Fo’) |
| qP | 光化学淬灭qP=Fm’-Ft)/(Fm’-Fo’) |
| Fo’ |
植物照光后当所有反应中心处于开放态时的最小荧光Fo‘=Fo/((Fv/Fm)+(Fo/Fm’)) |
多光谱测量
在打开白色LED和近红外LED时，通过切换6个滤光片转轮，可以获得6种光谱成像结果。这些多光谱←成像和叶绿素荧光成像是通过同一套相机和光学镜头获得的，因此可以进行逐个像素的比较分析。通过这种方式可以获得叶绿素指数成像、花青素指数成像、可见光成像。
PhenoMate最终可以输出的结果
| 输出的成像结果 | 输出的计算结果 |
|
1） Fo：植物暗适应后当所有反应中心都处于开放态时的初始（最小）荧光成像
2） Fm：植物暗适应后当所有反应中心都处于关闭状态时的最大荧光成像 3） Fv/Fm=(Fm-Fo)/Fm：植物暗适应后的最大光合效率成像 4） Ft： 植物接受光照一段时间t后的实时荧光成像 5） Ft=5min：植物照光5 min后的荧光成像 6） Fm’：照光后当所有反应中心都处于关闭状态时的最大荧光成像 7）φPSII=Fq’/Fm=(Fm’-Ft)/Fm’：植物照光后的实际光合效率成像 8） NPQ=(Fm-Fm’)Fm’： 非光化学淬灭成像 9） qN=(Fm-Fm’)/(Fm-Fo’) ：非光化学淬灭成像 10） qP=Fm’-Ft)/(Fm’-Fo’)：光化学淬灭成像 11） Fo’ =Fo/((Fv/Fm)+(Fo/Fm’))：植物照光后当所有反应中心处于开放态时的最小荧光成像 12） Rfd100=(Fm-Ft=5min)/Fm：植物活力指数成像 13） Chl. Index ：叶绿素指数成像，与叶■绿素含量相关 14） Ant. Index：花青素指数成像，与花青素含量相关 15） RNIR：近红外波段的反射光谱成像 16） RRed：可见光成像的R（红色）通道反射光谱成像 17） RGreen：可见光成像的G（绿色）通道反射光谱成像 18） RBlue：可见光成像的B（蓝色）通道反射光谱成像 19） RGB：可见光成像 |
1） 叶片投∏影面积
2） Fv/Fm的平均值 3） 低于某个Fv/Fm值的面积比例 4） φPSII的平均值 5） 低于某个jPSII值的面积比例 6） NPQ的平均值 7） 高于某个NPQ值的面积比例 8） RGB平均比值 9） 特定RGB比值的面积比例 10） Chl. Index的平均值 11） 低于某个Chl. Index值的面积比例 12） Ant. Index的平均值 13） 低于某个Ant. Index值的面积比例 14） JPG格式图像 15） 柱状图 16） 16位RAW格式图像 17） CSV格式输出的数据 |
应用实例
主要技术参数
参考文献
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产地：荷兰
