第 17 章 华中农业大学 — HRPF 高通量水稻表型平台

甄别提示：中国平台的公开材料中，「设计目标」与「现有产能」经常混用，「国际最大/最先进」多为宣传口径。本部分对每个平台明确区分在建 / 已运行状态，并标注哪些数字是目标而非实测。

硬件与通量（这是中国已运行平台中数据最扎实的一个）

• 温室传送带式盆栽自动成像系统
• 容量 5,472 盆水稻
• 24 小时连续运行，通量达 1,920 盆/天
• 自动提取株高、叶面积、分蘖数、生物量、产量相关性状等 15 个参数

传感器

• RGB 成像
• 高光谱成像（整株水稻叶绿素含量测量，专利 ZL201510413257.4；双通道自动输送装置 ZL201710862626.7）
• 微型 / X 射线 CT —— 「基于微型 CT 的水稻分蘖性状无损提取」（NSFC 青年基金 31200274）。国内最早把 X-CT 引入水稻高通量表型的团队之一

HRPF 由华中科技大学 + 华中农业大学联合研制 —— 工科院校与农业院校合作的产物，这解释了它在成像硬件（尤其 CT）上的独特能力。

代表产出

• Nature Communications (2014) 水稻高通量表型 GWAS —— 被 Nature Reviews Genetics 作为亮点点评
• Molecular Plant、Genome Biology 等，累计 96 篇
• 授权发明专利 32 项，6 项已转化；2019 湖北省发明奖二等奖

17.1 高通量根系表型平台（本轮新增）

除地上部的 HRPF 外，杨万能团队还建有高通量根系表型平台，这是中国在根系表型方向少有的成体系装置：

• 硬件：钢制框架 + AGV 自动导引小车承载成像系统，沿轨道往复扫描；根箱（Rhizobox）规格 40 cm × 60 cm，以 45° 倾角填装黑土，使根系贴壁生长便于成像
• 配套：自动灌溉装置、置物架式根箱阵列（可批量并行）
• 软件：RPT 根系分析软件（根系分割、断点修复、性状提取）；ESegformer 分割模型，已验证跨作物、跨平台泛化能力
• 应用产出：OsIAA8 过表达株系的根箱与盆栽抗旱试验；灌溉/干旱条件下根系图像修复前后的特征提取与 QTL 定位

照片

华中农大高通量根系表型平台系统图。这是论文/新闻配图，兼含三维示意图与设备实拍：(a) 平台结构示意 —— 钢制 Frame、置物架（Placement rack）、下方 AGV 小车搭载 Sensor 与 Camera，含侧视图与前视图；(b) 根箱阵列实拍照片（温室内多组钢架承载的根箱，作物已出苗）与排布示意；(c) 根箱（Rhizobox）规格图 40×60 cm、45° 倾角填装黑土的示意，以及两张真实的根系成像结果（白色根系在深色土壤背景上清晰可见）。来源：华中农大南湖新闻网

17.2 HRPF 平台本体照片（本轮通过论文 Figure 找到）

官网路径全部走不通（plantphenomics.hzau.edu.cn 连接重置、cpst.hzau.edu.cn 已 404、教师主页无图），最终从开放获取论文的 Figure 取得：

HRPF 水稻自动表型系统（RAP）总览图，其中 panel b 为*设备实拍：左上「Greenhouse」—— 玻璃温室外观全景；左下「Cultivation unit and transportation unit」—— 温室内红色钢制传送轨道纵贯全场，轨道上密集排列水稻盆栽；右上「Inspection unit」—— 成像舱内部，白色箱体与盆栽转台。其余 panel 为不同生育期的水稻表型图像、产量性状分析仪（YTS）与 GWAS 结果。来源：Yang Wanneng et al., Nature Communications 2014, ncomms6087, Fig.1（开放获取）*

华中农大地上部与地下部高通量表型平台（HTPP）：panel C 三张实拍 —— 「Aboveground HTPP」温室内白色成像舱 + 悬空传送轨道，下方大批盆栽水稻；「Belowground HTPP」成排根系观测柱/根箱阵列；以及透明根箱内的水稻根系特写。来源：Plant Communications 2025「Phenomics-assisted genetic dissection and molecular design of drought resistance in rice」Fig.1

❌ X 射线 CT 装置的单独实拍仍未找到。