高通量表型分析(HTP)是一种新兴的工具，可以识别简单和复杂的性状，加速遗传发现和选择。植被指数与几个经济作物性状密切相关，使植物育种者能够检测到育种种群的变异。因此，本研究采用红-绿-蓝（RGB）植被指数来评价臭虫复合体（Euschistus heros, Piezodorus guildinii, Nezara viridula, Dichelops melacanthus, and Edessa meditabunda）对大豆（Glycine max）谱系农艺性状的影响。例如，进行了两个试验来评估大豆对臭虫复合物的抗性，（1）有农药控制和（2）没有农药控制。在R5阶段，无人机搭载RGB相机对试验地区进行航拍。从正射影像中估算了4个植被指标和冠层，并根据农艺性状进行了基因型评价。采用线性混合模型，利用似然比检验估计每个性状的方差和显著性，并进行主成分分析以验证基因型之间的多变量模式。结果表明，大多数性状的基因型效应显著，农艺性状的广义遗传力较高，植被指数的广义遗传力中等。采用最佳线性无偏预测方法，农艺性状与植被指数和冠层覆盖度之间存在显著的相关性，可作为育种过程中大豆谱系间接选择的工具。

图1 田间试验布局

（A）重组自交系无臭虫防治（RILs-N）和重组自交系有臭虫防治（RILs-C）；（B）以试验RILs-C为例去除土壤效应；（C）以RILs-C实验为例，进行图像旋转（左）和shapefile格式层添加（右）。

图2 FIELDimageR绘制的图形报告显示了不同植被指数和产量值（GY）在RILs-C试验下的群体变化

红绿蓝植被指数（RGBVI）；绿叶指数（GLI）；可见光大气阻力指数（VARI）；归一化绿红差异指数（NGRDI）；籽粒产量（GY）；冠层（CANOPY）。

表1 用于评估两种大豆重组自交系的植被指数方程

图3 使用FIELDimageR输出的冠层报告图形，以带有臭虫控制的重组自交系（RILs-C）实验为例

（A）用于计算冠层覆盖度的二进制图像掩膜；（2）每小区冠层覆盖度值的图形可视化。

表2 基因型随机效应的似然比检验（LRT）、广义遗传力（H2）

以及农艺性状的总体平均（μ）

成熟天数（NDM）、农艺价值（AV）、倒伏（LOD）、成熟时植物高度（PHM）、粮食产量（GY）、红绿蓝植被指数（RGBVI）、绿色叶片指数（GLI）、可见大气抗性指数（VARI）、归一化绿红差异指数（NGRDI）和冠层。

缩写：RILs-C，具有臭虫控制的重组自交系；RILs-N，未进行臭虫控制的重组自交系；***，**，和*分别表示在0、0.01和0.05的概率水平上的显著性。

图4 在臭虫控制试验（RILs-C）中，20%最佳（左边）和最低（右边）基因型的Venn图对性状产量、植被指数绿叶指数（GLI）、归一化绿红分化指数（NGRDI）和冠层的最佳线性无偏预测（BLUPs）

图5 （A）重组自交系农艺性状主成分分析双标图：倒伏（LOG）、籽粒产量（GY）、株高成熟度（PHM）、农学值（AV）、成熟天数（NDM）；（B）重组自交系植被指数主成分分析双标图：可见大气阻力指数（VARI）、归一化绿红分化指数（NGRDI）、红绿蓝植被指数（RGBVI）、绿叶指数（GLI）、籽粒产量（GY）、冠层。

表3 重组自交系（RILs）试验的农艺性状、植被指数和冠层覆盖之间的基因型相关性估计

缩写：AV、农艺值、GLI、绿叶指数、GY、粮食产量、LOD、倒伏、NDM、成熟天数、NGRDI、归一化绿红差异指数、PHM、株高成熟度、RGBVI、红绿蓝植被指数；RILs-C、有臭虫控制的重组自交系；RILs-N、无臭虫控制的重组自交系；VARI，可见大气抗性指数。

***，**，和*分别表示在0、0.01和0.05的概率水平上的显著性，ns：在0.05的概率下的t检验不显著。

高通量表型分析（HTP）是评价大豆农艺性状的一种有价值的工具，是一种有效且低成本的替代传统方法的表型分析方法。本研究表明，大豆的农艺性状、植被指数和冠层盖度之间存在显著相关性，为间接选择抗臭虫复合体的大豆品系提供了依据。研究结果还支持冠层覆盖作为产量预测模型的协变量，为未来加快育种管道。