植物根系是其固身之本,养分之源,抗逆之基。明确根系的形态建成规律及环境响应机制,对于指导作物生产管理和抗逆育种具有重要意义。然而土壤质地的不透明性,土壤环境的多变化性,以及根系形态的复杂性,导致根系表型的观察和研究受到极大限制。
河北农业大学究地寻根创新团队是以农学专业本科生为主体,由多专业师生组成的学术创新团队。团队依托知根知地创新工作室,在刘连涛教授、张科副教授、田士军实验员、李琳老师的指导下,自主研制了基于Rhizopot的植物根系表型检测仪,可对根系进行原位无损观测,记录其生长状态和形态参数,助力植物根系表型研究。
团队还自主研发了自动化数据采集平台、智慧化根系信息识别与分割软件、多图片协同对比分析工具,实现了对根系、细根甚至微米级的根毛进行高清采集工作;能够做到快速识别并提取复杂背景中的根系信息,准率超过87.5%,效率较传统人工描根方法提升50倍以上;做到根系生理状态的动态检测;自动解析根系衰老的曲线。该平台以其”原位、无损、自动、高效“优势处于同类产品领先水平。
刘连涛教授说:“目前该装置已经很好地应用于棉花根系抗逆相关研究,如明确了干旱胁迫加速了细根的死亡,促进根毛的伸长,导致根毛寿命缩短等”。张科副教授说:“我们目前正在尝试利用该平台应用于更多的场景,并与北京益康农科技有公司建立合作关系,致力于将该产品推向市场。
目前该项目获实用新型专利和发明专利8项,利用该产品取得的研究成果,已经在Frontiers in Plant Science和Journal of Agronomy and Crop Science 等国际主流期刊上发表了17篇文章。该项目参与并荣获第九届 “互联网+”省赛银奖,大学生创新创业训练计划校级、省级立项,校内第四届痛客大赛一等奖,校内“挑战杯”竞赛特等奖,第三届全国农科学子创新创业大赛华北片区复赛乡村振兴创业赛道一等奖。
在未来,希望原位根系表型采集分析平台能够帮助更多的科研单位进行根系表型研究,让我们的产品为农业基础研究赋能,为农业筑基!
