一種用于田間作物表型獲取與分析的移動表型艙。其包括根系監測系統、表型艙框架系統、環境控制系統以及數據采集系統。本發明通過在表型艙框架系統上設置運行機構，使得本發明的表型艙能夠在大田上來回運動至適合的位置，對同一外部土壤水文環境下的大田進行不同環境因素的對比實驗。實驗過程中，表型艙框架系統內部環境可通過水封裝置設置為封閉可控，因此本發明對艙內環境因素的調節更為精準，能夠實現室內與室外植物表型特征觀察、實現地上與地下植物表型特征采集。由于田間作物樣本豐富，本發明能夠進行高通量、高精度、低成本和綜合化的作物表型獲取與分析。

技術領域

本發明涉及田間作物表型獲取技術領域，具體而言涉及一種用于田間作物表型獲取與分析的移動表型艙。

背景技術

作物表型是由基因與環境相互作用產生的部分或者全部可辨識的物理、生理和生化特征及性狀，包括作物的結構、組成以及生長發育過程，其不僅反映了分子水平上的表達調控，同時反映了植物的生理生化、形態解剖、脅迫抗性等復雜性狀。

目前，田間作物表型研究主要集中于獲取植物株型信息與生理參數、識別植物與檢測雜草、監測病蟲害以及預測產量等四個方面。

作物育種領域中功能基因組學和基因技術的發展是糧食增產的最便捷和有效的手段。表型是作物基因的外部表達，是作物自身基因和外部環境共同作用的結果。因此，探索作物基因型、環境因素和作物表型特征、性狀的之間關系變得尤為重要。

傳統的人工氣候室一般用于作物生長環境的監測和控制，其具備設置溫度、濕度、光照度、CO2濃度、土壤含水量等環境因素的功能，可應用于作物的基因改良和新物種培育等試驗，雖然避免了自然環境下諸多的制約因素，但是主要依靠人工觀察和測量描述作物的外部特征，從而得到基因型、環境因素和作物表型之間的關系，例如，通過手工測量的方式獲取植物的株型信息，如利用直尺測量株高、葉寬、葉長等；基于個人積累的經驗，通過觀察作物和雜草的根、莖、葉、花和果等特點，從顏色、性狀、味道等方面對作物和雜草進行識別與分類；通常人眼觀察的方式發現病蟲害；通過目測估計、測數預測和割取預測等人工抽樣的估產方式進行產量預測等，上述研究工作往往依賴于人工手動檢測小樣本植物的個別性狀，因此數據量有限，效率低，難以開展植物多種性狀的綜合分析，且引入人為因素極易導致測量數據的誤差，其可分析規模小、成本高、費時費力，缺乏規范性且測量精度較低，已成為制約植物基因組功能分析和分子育種發展的瓶頸。

發明內容

本發明針對現有技術的不足，提供一種用于田間作物表型獲取與分析的移動表型艙，本發明能夠滿足目前植物基因組學研究和分子育種所需高通量、高精度和低成本的表型分析裝置的需求，本發明能夠方便高效地獲取與植物生長、產量、品質和對生物、非生物脅迫的耐受性等相關表型數據。本發明具體采用如下技術方案。

首先，為實現上述目的，提出一種用于田間作物表型獲取與分析的移動表型艙，其包括：

根系監測系統，其埋設在大田中作物根系生長區域，所述根系監測系統中至少接近作物根系生長區域的一側為透明材質，所述根系監測系統內還設置有地下表型獲取設備，所述地下表型獲取設備沿透明材質在作物根系生長區域移動，掃描獲取接近透明材質生長的作物根系的表型數據；

表型艙框架系統，其包括設置在根系監測系統邊緣的水封裝置，所述水封裝置上設置有橫跨大田的表型艙框架，所述表型艙框架的外側覆蓋有陽光板，所述陽光板封閉所述表型艙，所述表型艙框架的下側與水封裝置之間設置有運行機構，所述運行機構驅動所述表型艙框架沿根系監測系統邊緣平移，所述表型艙在平移方向的兩端還分別設置有數控艙門，所述數控艙門開啟以供大田中作物及地上設備通過數控艙門，所述數控艙門關閉以封閉所述表型艙框架、在表型艙框架內部形成封閉可控的作物生長環境；