大田作物高通量表型研究现状与挑战


发布时间:

2022-03-27

来源:

本站

作者:

PhenoTrait

  近年来快速迭代更新的数据分析技术和环境传感器等硬件设施加速了高通量植物表型(HTP)研究的发展,使其能更好地适应田间复杂环境。下图显示了近三十年来与植物表型相关出版物的增长趋势。

 

  图1. 与植物表型相关的出版物与其他植物科学类别出版物数量增长速度对比

 

  与植物基因分型技术的快速发展相反,植物表型被认为是植物科学的瓶颈。本文围绕最新HTP技术,重点关注主要作物冠层表型的最新研究进展,如冠层高度、冠层覆盖度、冠层生物量、冠层胁迫现象及冠层水平作物器官的检测和计数。此外,HTP还可以产生过去很难获得的新性状,如时间序列冠层覆盖率的增长模型,这为作物研究开辟了新的思路与途径。面对海量数据,为了快速、高效、无损地获取定量、可重复的客观表型数据,建立表型数据、基因组学数据和环境数据于一体的数据管理平台对植物表型研究有重要意义。加速数据注释,提高域名适应性,适当的数据扩充与合成可以简化机器学习方法。

 

  本文综述了HTP的研究现状和面临挑战,预计HTP会在短期内覆盖更为广泛的育种领域,从而取代繁琐、低吞吐量、主观、侵入性和定性的传统表型获取方法。同时提出,由于现有的HTP技术是以数据/图像处理技术为导向的,所以尽管近年来HTP在加速作物育种方面取得了技术上的成功,但仍然很少有人采用此方法。另外,HTP获得的许多性状都是以估计值或新定义的值给出的,或许可以通过开发新的模型以更高的维度和精度监测作物物理和生理状态。

 

  来源:Ninomiya, Seishi. ‘High-Throughput Field Crop Phenotyping: Current Status and Challenges’. Breeding Science, 2022, 21069. https://doi.org/10.1270/jsbbs.21069.

 

  编辑:小11

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