植物表型

基因型、表型和環(huán)境是遺傳學(xué)研究的鐵三角。因此在育種領(lǐng)域，植物表型的測量研究往往是不可忽視的部分，那么究竟什么是植物表型呢？植物表型參數(shù)的分析與育種發(fā)展之間究竟又有哪些緊密的聯(lián)系呢？植物表型采集技術(shù)的發(fā)展情況？本文會對此做一個詳細(xì)的介紹。

1、什么是植物表型？

植物表型在植物學(xué)和遺傳學(xué)領(lǐng)域，特別是在作物育種領(lǐng)域，表型是一個廣泛使用的術(shù)語。植物表型是由基因與環(huán)境相互作用產(chǎn)生的部分或全部可辨識的物理、生理和生化特征及性狀，包括植物的結(jié)構(gòu)、組成以及生長發(fā)育過程。植物表型（性狀）是基因型和環(huán)境共同作用結(jié)果，而基因型與表型之間有著多重關(guān)系。

2、什么是表型組？

表型組又是指某一生物的全部性狀特征，不僅僅局限于農(nóng)藝性狀，還應(yīng)更加關(guān)注植株所表現(xiàn)出來的生理狀態(tài)。植物表型組學(xué)是研究植物的生長、表現(xiàn)和組成的科學(xué)，它的研究可以從小至核苷酸序列細(xì)胞，大至組織、器官種屬群體的表型來研究分析，并且可以進(jìn)一步整合到基因組學(xué)研究中；而從系統(tǒng)生物學(xué)角度來看，從基因組到轉(zhuǎn)錄組、蛋白質(zhì)組、代謝組以及表型組，表型組是各種組的表現(xiàn)形式。因此，植物表型組學(xué)的研究將是涉及植物各個方面的研究領(lǐng)域。

3、植物表型與遺傳育種

植物表型特征包括結(jié)構(gòu)、株高、顏色、體積、枯萎程度、鮮重、花/果實的數(shù)目等，它們是植物遺傳代碼的物理表達(dá)?？茖W(xué)家可以將這些數(shù)據(jù)與特定植物的已知遺傳數(shù)據(jù)對比，將基因型-表型進(jìn)行關(guān)聯(lián)分析，從而達(dá)到高級遺傳育種之目的。

4、植物表型采集技術(shù)的發(fā)展

傳統(tǒng)的表型數(shù)據(jù)的獲取主要是通過手工測量和照相后軟件分析進(jìn)行。手工測量可以獲取植物直徑、葉長、葉片數(shù)目等指標(biāo)，照相后軟件分析或通過葉面積儀可以獲取植物的葉長、葉寬、葉面積、葉傾角等指標(biāo)。這些測量都需要花費大量時間，測量結(jié)果準(zhǔn)確性較低，工作繁瑣，工作量大，這些缺點大大限制了大規(guī)模遺傳育種篩選的效率。

隨著自動化技術(shù)、機(jī)器視覺技術(shù)和機(jī)器人技術(shù)在表型領(lǐng)域的應(yīng)用，高通量、精準(zhǔn)高效的植物表型測定技術(shù)已得到日新月異的發(fā)展。高通量植物表型平臺是一種未來化“精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)”技術(shù)，它是遺傳學(xué)、傳感器以及機(jī)器人的結(jié)合體。它可被用于研發(fā)新的作物品種，或提高作物營養(yǎng)含量、耐抗旱以及抗病蟲害的能力。高通量植物表型系統(tǒng)可以采用多個角度測量植物的重要物理數(shù)據(jù)，更好地服務(wù)于現(xiàn)代高級遺傳育種發(fā)展。