隨著人工智能技術(shù)的深度融入,植物表型平臺成為生物大數(shù)據(jù)的重要生產(chǎn)基地。其產(chǎn)出的結(jié)構(gòu)化表型數(shù)據(jù),為深度學(xué)習(xí)模型訓(xùn)練提供了豐富素材。在生物大分子預(yù)測領(lǐng)域,將表型數(shù)據(jù)與蛋白質(zhì)序列信息相結(jié)合,利用圖神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型可預(yù)測蛋白質(zhì)三維結(jié)構(gòu)及其與環(huán)境互作機(jī)制。在作物育種場景中,基于生成對抗網(wǎng)絡(luò)(GAN)的表型預(yù)測模型,能夠根據(jù)現(xiàn)有種質(zhì)資源的表型數(shù)據(jù),模擬出具有目標(biāo)性狀的虛擬植株,為育種方案設(shè)計(jì)提供參考。此外,通過遷移學(xué)習(xí)技術(shù),可將在模式植物上訓(xùn)練的表型識別模型快速應(yīng)用于作物品種,解決了數(shù)據(jù)標(biāo)注難題。平臺與AI技術(shù)的融合,不僅提升了表型分析的智能化水平,更為生命科學(xué)研究提供了新的范式和方法。標(biāo)準(zhǔn)化植物表型平臺在科研中展現(xiàn)出標(biāo)準(zhǔn)化的重點(diǎn)價(jià)值,有效解決了表型數(shù)據(jù)獲取的瓶頸問題。寧夏自動(dòng)植物表型平臺
全自動(dòng)植物表型平臺能夠?qū)崿F(xiàn)全自動(dòng)、高通量地測量田間及溫室內(nèi)植物的形態(tài)結(jié)構(gòu)、生理性狀、逆境脅迫、生長發(fā)育等表型信息。傳統(tǒng)人工測量不僅需要耗費(fèi)大量的人力和時(shí)間,而且測量結(jié)果易受人員操作經(jīng)驗(yàn)、主觀判斷等因素影響,數(shù)據(jù)的一致性和準(zhǔn)確性難以保證。而該平臺借助自動(dòng)化的機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)和多維度的傳感設(shè)備,可在田間自然生長環(huán)境和溫室內(nèi)可控栽培條件下,對植物進(jìn)行持續(xù)監(jiān)測和數(shù)據(jù)采集。無論是記錄植物在不同生長階段的株型變化,還是捕捉其在干旱、鹽堿等逆境下的生理響應(yīng),都能以穩(wěn)定的頻率和統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)完成測量,大幅提升了表型信息獲取的效率與質(zhì)量,為后續(xù)的數(shù)據(jù)分析和研究應(yīng)用提供了扎實(shí)的原始數(shù)據(jù)支撐。上海標(biāo)準(zhǔn)化植物表型平臺采購傳送式植物表型平臺采用閉環(huán)式傳送系統(tǒng)設(shè)計(jì),實(shí)現(xiàn)植物樣本的連續(xù)自動(dòng)化測量。
標(biāo)準(zhǔn)化植物表型平臺構(gòu)建了標(biāo)準(zhǔn)化的數(shù)據(jù)管理體系,實(shí)現(xiàn)從數(shù)據(jù)采集到分析的全流程規(guī)范化。數(shù)據(jù)采集時(shí),平臺自動(dòng)為每批樣本添加標(biāo)準(zhǔn)化元數(shù)據(jù),包括采集時(shí)間、環(huán)境參數(shù)、設(shè)備型號等信息,確保數(shù)據(jù)可追溯;存儲環(huán)節(jié)采用標(biāo)準(zhǔn)化的數(shù)據(jù)格式,將圖像、光譜、生理等多源數(shù)據(jù)整合為統(tǒng)一數(shù)據(jù)庫。圖形化分析軟件內(nèi)置標(biāo)準(zhǔn)化的算法模塊,如基于深度學(xué)習(xí)的構(gòu)造分割模型經(jīng)過標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)集訓(xùn)練,可自動(dòng)提取葉片數(shù)量、莖稈粗細(xì)等參數(shù);標(biāo)準(zhǔn)化的統(tǒng)計(jì)分析流程支持不同實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的批量處理,避免因算法差異導(dǎo)致的結(jié)果偏差,這種標(biāo)準(zhǔn)化的數(shù)據(jù)管理體系為跨研究、跨平臺的數(shù)據(jù)整合與共享提供了可能。
龍門式植物表型平臺可按照預(yù)設(shè)時(shí)間間隔對固定區(qū)域的植物進(jìn)行周期性測量,實(shí)現(xiàn)對植物生長發(fā)育全過程的動(dòng)態(tài)追蹤,為解析生長規(guī)律提供連續(xù)數(shù)據(jù)。通過設(shè)定每日或每周的測量計(jì)劃,平臺能記錄植物從幼苗期到成熟期的株高變化、葉片擴(kuò)展速度、果實(shí)發(fā)育進(jìn)程等動(dòng)態(tài)信息,結(jié)合葉綠素?zé)晒獬上癖O(jiān)測光合作用效率的階段差異。這種長期追蹤能力讓科研人員能清晰觀察植物在不同生長階段的表型響應(yīng),尤其適合研究環(huán)境因素對植物生長的長期影響,為優(yōu)化種植周期提供數(shù)據(jù)依據(jù)。自動(dòng)植物表型平臺可用于實(shí)時(shí)監(jiān)測作物生長狀態(tài),輔助農(nóng)業(yè)決策,提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的精確性和可控性。
傳送式植物表型平臺為植物功能組學(xué)研究提供標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)接口,推動(dòng)多組學(xué)數(shù)據(jù)的整合分析。平臺輸出的表型數(shù)據(jù)可直接與基因組、轉(zhuǎn)錄組等數(shù)據(jù)對接,通過加權(quán)基因共表達(dá)網(wǎng)絡(luò)分析(WGCNA)構(gòu)建表型-基因調(diào)控網(wǎng)絡(luò)。在玉米株型改良研究中,平臺獲取的節(jié)間長度、葉夾角等表型數(shù)據(jù),與轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)聯(lián)合分析,可定位調(diào)控株型發(fā)育的關(guān)鍵基因模塊。此外,平臺支持時(shí)間序列表型采集,為研究植物生長發(fā)育的動(dòng)態(tài)調(diào)控機(jī)制提供時(shí)序數(shù)據(jù)支撐,助力系統(tǒng)生物學(xué)研究的深入開展。田間植物表型平臺能夠記錄植物表型與田間環(huán)境因子的動(dòng)態(tài)關(guān)系,為植物-環(huán)境互作研究提供豐富數(shù)據(jù)。湖南作物栽培研究植物表型平臺
天車式植物表型平臺配備先進(jìn)的圖像處理與分析系統(tǒng),能夠?qū)Σ杉降膱D像數(shù)據(jù)進(jìn)行自動(dòng)識別與量化分析。寧夏自動(dòng)植物表型平臺
標(biāo)準(zhǔn)化植物表型平臺為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的可持續(xù)發(fā)展做出了重要貢獻(xiàn)。在當(dāng)前全球氣候變化和資源短缺的背景下,實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)的綠色低碳和可持續(xù)發(fā)展是全球面臨的重大挑戰(zhàn)。該平臺通過提供標(biāo)準(zhǔn)化的表型數(shù)據(jù),為精確農(nóng)業(yè)和智慧農(nóng)業(yè)的發(fā)展提供了有力支持。例如,通過實(shí)時(shí)監(jiān)測植物的生長狀況和環(huán)境需求,平臺可以實(shí)現(xiàn)精確灌溉、施肥和病蟲害防治,減少資源浪費(fèi)和環(huán)境污染。此外,標(biāo)準(zhǔn)化植物表型平臺還為培育適應(yīng)氣候變化的作物品種提供了科學(xué)依據(jù),有助于提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的適應(yīng)性和穩(wěn)定性。通過這些方式,標(biāo)準(zhǔn)化植物表型平臺不僅提高了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率,還促進(jìn)了農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展,為應(yīng)對全球糧食安全問題提供了有力保障。寧夏自動(dòng)植物表型平臺