一种全暗环境下根系高通量栽培及自动化生长成像系统技术方案

本发明专利技术涉及一种全暗环境下根系高通量栽培及自动化生长成像系统，该系统包括：主框架，用于培养植株根系的根盒，安装在主框架上且能相对于主框架运动的根盒架，安装在主框架上且能相对于主框架运动的H型机架，安装在H型机架上且能相对于H型机架运动的成像子系统，安装在主框架上并与根盒相连通的灌溉子系统，安装在主框架上并与灌溉子系统相连通的回水子系统，和用于遮蔽整个系统内部以实现全暗环境的遮光子系统；其中，多个根盒可拆卸地安装在根盒架上；成像子系统用于对根盒中的根系进行成像；灌溉子系统用于为根盒中的植株提供营养液实现无土栽培；回水子系统用于回收从根盒中渗出的多余营养液进行循环利用。

High throughput cultivation and automatic growth imaging system for root system under full dark environment

The invention relates to a dark environment of root cultivation and growth of automated high-throughput imaging system, the system includes: a main framework for root root culture box, installed on the main frame and the main frame box frame relative to the root movement, H type frame installed on the main frame and relative to the main frame the movement, installed in the H type frame and relative to the imaging subsystem of H type frame movement, installation of irrigation subsystem in the main frame and is communicated with the root box, installed in the main frame and sub irrigation system is connected through the backwater system, and for shielding within the system to achieve full dark shading environment subsystem; wherein, a plurality of cartridges are detachably mounted in the root box frame; the imaging subsystem used for imaging the root box in root; irrigation subsystem for root box in plant nutrient solution is provided. There is no soil cultivation; the backwater subsystem is used to recycle the excess nutrient from the root box for recycling.

【技术实现步骤摘要】
一种全暗环境下根系高通量栽培及自动化生长成像系统
本专利技术涉及一种非土壤介质下的根系表型测定平台，尤其涉及一种全暗环境下根系高通量栽培及自动化生长成像系统。
技术介绍
植物表型是理解植物基因型与环境互作的关键。近年来，随着基因测序技术的效率提升和成本降低，植物的基因组数据不断增长和完善；然而，植物表型信息的获取仍以人工为主，工作量大，数据重复性差，且需对植物破坏性测定。因此，植物表型信息的系统性收集逐渐成为遗传育种研究和基础植物科学研究的一个限制因素，诸多学术机构和企业致力于植物表型测定平台的研发。目前，植物表型测定技术的研发大多集中于植物地上部，这主要是由于根系生长介质的不透明性及根系结构的复杂性，导致根系的观察和测定都十分困难。根系是植物吸收水分、养分资源和响应土壤环境变化的重要器官，通过改良根系性状来培育新品种可有效提高作物产量和养分资源利用效率。因此，进行室内栽培的根系表型无损测定，深入挖掘作物基因-环境-表型互作机理，对作物育种研究、植物生理学研究和模型参数化有着至关重要的作用。目前，室内栽培的根系无损测定方法包括核磁共振成像法、中子层析法和微X射线法等。微X射线法是最精本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种全暗环境下根系高通量栽培及自动化生长成像系统，其特征在于，该系统包括：主框架，用于培养植株根系的根盒，安装在所述主框架上且能相对于所述主框架运动的根盒架，安装在所述主框架上且能相对于所述主框架运动的H型机架，安装在所述H型机架上且能相对于所述H型机架运动的成像子系统，安装在所述主框架上并与所述根盒相连通的灌溉子系统，安装在所述主框架上并与所述灌溉子系统相连通的回水子系统，和用于遮蔽整个系统内部以实现全暗环境的遮光子系统；其中，多个所述根盒可拆卸地安装在所述根盒架上；所述成像子系统用于对所述根盒中的根系进行成像；所述灌溉子系统用于为所述根盒中的植株提供营养液实现无土栽培；所述回水子系统用于回...

【技术特征摘要】
1.一种全暗环境下根系高通量栽培及自动化生长成像系统，其特征在于，该系统包括：主框架，用于培养植株根系的根盒，安装在所述主框架上且能相对于所述主框架运动的根盒架，安装在所述主框架上且能相对于所述主框架运动的H型机架，安装在所述H型机架上且能相对于所述H型机架运动的成像子系统，安装在所述主框架上并与所述根盒相连通的灌溉子系统，安装在所述主框架上并与所述灌溉子系统相连通的回水子系统，和用于遮蔽整个系统内部以实现全暗环境的遮光子系统；其中，多个所述根盒可拆卸地安装在所述根盒架上；所述成像子系统用于对所述根盒中的根系进行成像；所述灌溉子系统用于为所述根盒中的植株提供营养液实现无土栽培；所述回水子系统用于回收从所述根盒中渗出的多余营养液进行循环利用。2.如权利要求1所述的一种全暗环境下根系高通量栽培及自动化生长成像系统，其特征在于，所述主框架包括多根上梁和下梁，所述上梁和下梁之间通过竖梁连接；平行相对的两根所述上梁的顶部和内侧分别固定设置顶部直线导轨和内侧直线导轨，平行相对的两根所述下梁的内侧分别设置与两所述内侧直线导轨相平行的底部直线导轨和底部滚珠丝杆，所述顶部直线导轨、内侧直线导轨和底部直线导轨上分别滑动设置有顶部滑块、内侧滑块和底部滑块；所述根盒架通过所述顶部滑块安装在所述主框架上且能相对于所述主框架运动；所述H型机架通过所述内侧滑块和底部滑块安装在所述主框架上且能相对于所述主框架运动。3.如权利要求1或2所述的一种全暗环境下根系高通量栽培及自动化生长成像系统，其特征在于，所述根盒包括设置在中心的培养体、覆盖在所述培养体前后两面的背景布、分别设置在所述培养体左右两侧边和底边的间隔条、设置在所述背景布的外侧并与所述间隔条固定连接的透明夹板以及设置在所述培养体顶部的根盒灌溉管；所述培养体的厚度与所述间隔条的厚度一致；所述培养体底部的所述间隔条距离所述培养体和两侧边的所述间隔条底部一段距离，形成所述根盒底部的排水槽；所述根盒灌溉管与所述灌溉子系统相连通。4.如权利要求2所述的一种全暗环境下根系高通量栽培及自动化生长成像系统，其特征在于，所述根盒架包括两平行间隔设置的顶梁、与所述顶梁平行地设置在两所述顶梁中间间隔的正下方的底梁以及将所述顶梁和底梁连接为一体的垂直梁，在所述顶梁、底梁和垂直梁之间围成所述根盒的装载空间；所述顶梁的长度大于等于所述主框架的宽度，通过将所述顶梁的两端分别与所述主框架的所述顶部滑块固定连接，从而将所述根盒架安装在所述主框架上；所述底梁的长度小于所述主框架的宽度。5.如权利要求2或4所述的一种全暗环境下根系高通量栽培及自动化生长成像系统，其特征在于，所述H型机架包括两侧的垂直滑台、两端分别与两所述垂直滑台滑动连接的水平横梁滑台、同时与两所述垂直滑台的底部固定连接的底座和滑动设置在所述水平横梁滑台上的旋转台，两所述垂直滑台与所述水平横梁滑台构成H型，所述成像子系统固定安装在所述旋转台上；所述底座的两端分别与所述主框架的两所述底部滑块固定连接，两所述垂直滑台的顶端侧边分别与所述主框架的两所述内侧滑块固定连接，从而所述H型机架能相对于所述主框架滑动；所述水平横梁滑台能相对于所述H型机架升降滑动；所述旋转台能相对于所述H型机架水平滑动；所述旋转台能围绕自身的竖直旋转轴360°旋转。6.如权利要求5所述的一种全暗环境下根系高通量栽培及自动化生长成像系统，其特征在于，所述垂直滑台包...

【专利技术属性】
技术研发人员：田晓莉，吴劼，李召虎，吴茜，原业青，杜明伟，张晓磊，
申请(专利权)人：中国农业大学，
类型：发明
国别省市：北京,11