新一代植物表型组学的发展之路
胡伟娟,傅向东,陈凡,杨维才

A Path to Next Generation of Plant Phenomics
Weijuan Hu,Xiangdong Fu,Fan Chen,Weicai Yang
表1 高通量植物表型组学设施分类及代表性平台
Table 1 The classification and typical international high-throughput plant phenotyping platforms
分类 采集方式 国际代表性平台
平台名称 国家 概况/特色
温室型表型平台(可控环境) 传送式 植物表型加速器 澳大利亚 主要有2套大型温室表型平台, 合计通量2400盆。主要应用于非生物胁迫和植物衰老等方面
德国Julich中心表型平台 德国 自主研发了温室表型系统, 包括根系MRI扫描系统和根系PET-CT扫描系统, 用于植物地上及地下部位的表型研究
英国亚伯大学国家植物表型中心 英国 一套通量800盆的温室表型系统。重点关注能源植物(草本)研究
法国农科院表型中心 法国 在蒙彼利埃(Montpelier)和第戎(Dijon)各有一套大型温室表型平台, 合计通量2800盆。用于多种农作物的育种
根特大学温室表型平台 比利时 主要集成可见光、热成像及高光谱成像等成像单元, 主要应用于玉米等农作物的非生物胁迫研究
轨道式 德国马普学会轨道型温室表型平台 德国 轨道上搭载了多光谱激光3D成像单元, 用于各种作物的三维结构采集及光谱成像
上海师范大学轨道型温室表型平台 中国 搭载了RGB、多光谱和多光谱激光3D成像传感器, 用于采集分析各种植物的颜色、三维结构、植物反射指数及光谱成像
田间表型平台 轨道式 英国洛桑实验站田间表型平台 英国 成像覆盖面积10 m×120 m, 包括可见光、红外、激光3D、叶绿素荧光、高光谱、NDVI和CO2等多个传感器。应用于油菜和小麦等作物不同营养处理下相关田间表型研究
英国JIC田间表型平台 英国 以植物激光三维扫描测量仪为核心, 通过3D顶部成像, 获取植物生长情况。对生长在自然土壤里的农作物进行高通量表型测量
绳索悬浮式 美国内布拉斯加林肯大学田间表型平台 美国 高吞吐量的表型机器人安装在一个30 t重的钢架上, 沿着200英尺高的钢轨移动, 在1.5英亩田间移动。主要应用于研究植物高度、叶表面积、生物量、耐热性和对当地条件的其它反应的众多变化
行走式(手动或自动) 澳大利亚昆士兰大学和CSIRO 澳大利亚 行走式田间表型, 三轮带电动驱动系统, 配置可见光和激光扫描测量器。对油菜等田间作物进行高通量表型测量
日本东京大学田间表型
平台
日本 在集成多个低成本传感器的基础上, 通过网络云服务实现对植物在不同环境下的长期观察
英国诺维奇科学研究院作物表型监测平台Crop Quant 英国 通过自主研发的软件系统动态控制, 根据不同光照条件自动调整成像模式对田间作物的连续拍摄, 完成初步的表型分析, 实现对作物全生育期关键性状的高通量、高频率表型分析
无人机(UAV) 德国波恩大学田间平台 德国 利用无人机搭载不同类型的高光谱传感器, 主要应用于监测田间大麦的表型参数
CSIRO昆士兰生物科学区 澳大利亚 改装后的载人直升机Pheno-Copter被应用于测量数以千计的田间小区的冠层温度和倒伏情况
国际玉米和小麦改良中心CIMMYT 意大利 结合全球定位系统和无人机影像信息来创建精确的正射影像图, 用于计算并分析植物覆盖率和光合作用