稳健的根系结构（Root System Architecture，RSA）对果树育种计划具有重要意义。针对果树根系大小、根系复杂性，目前没有快速有效的表型系统。本研究旨在通过开发和验证大型、复杂的苹果根系表型流程，快速准确地测量大量根系性状。本文中利用相机或平板扫描仪对温室和田间种植的苹果根系特征进行成像，基于5种根系表型软件（RhizoVision、ImageJ、DIRT、RootGraph和PlantCV）对以上图像进行分析。并将软件分析结果与人工测量结果进行比较，以评估其准确性。

结果显示，RhizoVision能准确测定温室和大田栽培苹果根系的所有性状（p < 0.05）；RhizoVision能够在三张照片中精确测量完整根冠表面积和体积，而不需要大量的预处理图像。RootGraph和PlantCV准确性较差。综上，RhizoVision是分析苹果树根系性状数据最有效和最准确的方法。

本研究提出了一个用于田间和温室栽培苹果根系表型分析的方法。RhizoVision能够批量处理并优化处理时间，是本试验中最快、最准确的根表型分析方法，可用于评估根表面积（mm²）、宽度（mm）和深度（mm）。以上软件需要对根系进行破坏性的采集，限制了研究人员就地研究根系的能力。作者强调，未来研究可重点发展根系无损成像方法，优化图像采集，进一步提高精度和效率。

图1. 温室1年生与大田1年生苹果根系结构的差异。(A)温室生长的完整根系；(B)田间生长的完整根系；(C)田间生长的扫描根系；(D)温室生长的扫描根系。

图2.评估苹果根系结构步骤。田间果树可以使用RhizoVision Crown（右边蓝框）评估根体积、表面积、宽度和深度；对田间和温室根系进行更深入的根系性状测量，可以使用断根模式的RhizoVision（左粉色框）。注：紫框和箭头代表温室生长的根系，蓝框和箭头代表田间生长的根系。粉框表示两种根类型相关的步骤。黑色mark代表10厘米。

图3. 1年生大田和1年生温室苹果根系干质量人工目视评定，分级为0-3。注：L表示温室，R表示田间；虚线表示最佳拟合线，实线表示实际线性关系；R²表示线性回归的决定系数，ρc为林氏和谐相关系数。

图4. 热图显示了基于不同软件分析的温室根系性状的决定系数（R²）值。*p < 0.05, **p < 0.01, ***p < 0.0001。

图5. 热图显示了基于不同软件分析的田间根系性状的决定系数（R²）值。*p < 0.05, **p < 0.01, ***p < 0.0001。

图6. RhizoVision Crown对不同数量照片测量的表面积和体积平均方差的中位数和标准差。(A)温室，表面积；(B)温室，体积；(C)田间，表面积。(D)田间，体积。红色虚线表示无显著差异的照片数量（p < 0.05析）。N = 10。