受控條件下的植物生長設施讓改變影響植物生長氣候條件成為可能（例如濕度、溫度和光照），從而可以更好地了解植物對非生物和生物脅迫的反應。盡管世界范圍內已經建立了數個高通量表型分析設施，但需要進一步開發可定制的更微型經濟的表型系統以滿足特定需求。


(A)Phenocave安裝在生物氣候室中，安裝了兩個成像傳感器，一個DSLR Canon EOS 和一個多光譜 MicaSense Altum；(B)示意圖Phenocave模型。灰色箭頭表示XY坐標上的移動。

因此，本研究的主要目標是為受控生長設施開發一種名為“Phenocave”的經濟實惠、獨立和自動化的表型分析系統。該系統可以配備消費級數碼相機和多光譜相機，用于從頂視圖進行成像。相機安裝在帶有兩個線性模組的龍門架上，可實現XY方向的運動，從而能夠對Phenocave整個區域進行成像。

此類系統的構建藍圖被提出，同時使用小麥和甜菜作為模型植物的兩個案例研究進行評估。小麥植株在不同的發育階段采用不同的灌溉方式或氮處理，影響其生物量積累和生長速度，在不同時間點觀察到常規測量和數字生物量之間存在顯著相關性。收獲后的谷物蛋白質含量和組成分析與之前的研究結果一致。


部分Phenocave的紅-綠-藍(RGB)未處理圖像。處于不同生長階段的春小麥植株：（A）幼苗，（B）分蘗，（C）莖伸長，（D）孕穗，（E）抽穗和（F）籽粒灌漿。

甜菜研究的結果表明，發芽前的種子處理會影響發芽率。Phenocave能夠在受控條件下對植物進行自動表型分析，同時本研究的方法和結果將方便其他人構建具有適合其定制需求的類似系統。

來源：MDPI.Phenocave: An Automated, Standalone, and Affordable Phenotyping System for Controlled Growth Conditions.by Fernanda Leiva ,Pernilla Vallenback ,Tobias Ekblad, Eva Johansson and Aakash Chawade
https://doi.org/10.3390/plants10091817