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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(duì)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(shì)，但它們也存在缺點(diǎn)，無法同時(shí)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(jí)機(jī)械臂、帶照明的微型攝像頭、花盆架平臺(tái)、以及用于根識(shí)別和特征提取的圖像處理軟件。MISIRoot 可以在對(duì)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(cè)量根部的三維 (3D) 結(jié)構(gòu)。在測(cè)試中，用 MISIRoot 在 V3、V4 和 V5 生長階段測(cè)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(cè)到的根位置的 3D 點(diǎn)云數(shù)據(jù)。


用 MISIRoot 測(cè)量的植物和未測(cè)量的植物（對(duì)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(duì)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(cè)量根部的三維 (3D) 結(jié)構(gòu)。在測(cè)試中，用 MISIRoot 在 V3、V4 和 V5 生長階段測(cè)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(cè)到的根位置的 3D 點(diǎn)云數(shù)據(jù)。用 MISIRoot 測(cè)量的植物和未測(cè)量的植物（對(duì)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(duì)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(cè)量根部的三維 (3D) 結(jié)構(gòu)。

在測(cè)試中，用 MISIRoot 在 V3、V4 和 V5 生長階段測(cè)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(cè)到的根位置的 3D 點(diǎn)云數(shù)據(jù)。用 MISIRoot 測(cè)量的植物和未測(cè)量的植物（對(duì)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(cè)到的根位置的 3D 點(diǎn)云數(shù)據(jù)。用 MISIRoot 測(cè)量的植物和未測(cè)量的植物（對(duì)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(cè)到的根位置的 3D 點(diǎn)云數(shù)據(jù)。用 MISIRoot 測(cè)量的植物和未測(cè)量的植物（對(duì)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