表型是指在特定條件下(如各類(lèi)環(huán)境和生長(cháng)階段等)所表現出的可觀(guān)察的形態(tài)特征（植物形狀、結構、大小、顏色等生物體的外在性狀），由基因型和環(huán)境共同決定的。表型組是指某一生物的全部性狀特征，不僅僅局限于農藝性狀，還應更加關(guān)注植株所表現出來(lái)的生理狀態(tài)。植物表型組學(xué)是研究植物的生長(cháng)、表現和組成的科學(xué)，它的研究可以從小至核苷酸序列細胞，大至組織、器官種屬群體的表型來(lái)研究分析，并且可以進(jìn)一步整合到基因組學(xué)研究中;而從系統生物學(xué)角度來(lái)看，從基因組到轉錄組、蛋白質(zhì)組、代謝組以及表型組，表型組是各種組的表現形式。因此，植物表型組學(xué)的研究將是涉及植物各個(gè)方面的研究領(lǐng)域。表型組學(xué)也是突破未來(lái)作物學(xué)研究和應用的關(guān)鍵研究領(lǐng)域, 通過(guò)表型分析來(lái)描述關(guān)鍵性狀可以為育種、栽培和農業(yè)實(shí)踐提供基于大數據的決策支持。隨著(zhù)高通量測序技術(shù)和植物功能基因組學(xué)快速發(fā)展，傳統的作物表型檢測手段已成為植物基礎生物學(xué)研究和遺存育種研究的主要限制因素。高通量表型組學(xué)的興起改變了傳統的作物表型檢測方式，與高通量測序技術(shù)一起對現代育種方式產(chǎn)生深刻的影響。

大豆是人們日常生活中攝取脂肪和蛋白質(zhì)的重要來(lái)源，國內學(xué)者對大豆表型的研究，主要集中于大豆株高、莖粗、主莖節數、節間長(cháng)度、有效分枝始節、主莖分枝數、結莢高度、莢長(cháng)、莢寬、莢色、籽粒色和單株莢數等性狀。本文對大豆地上部分的表型研究，主要使用上海乾菲諾平臺的Scanalyzer 3D和Scanalyzer PL設備；地下部分表型的研究，主要使用上海乾菲諾平臺的X-射線(xiàn)根系掃描成像分析系統(RootViz FS)設備。

圖1大豆某一時(shí)期3D可見(jiàn)光鏡頭下側面0°、90°和頂部分析圖

圖2 大豆某一時(shí)期不同植株冠幅、外接多邊形和最小外接矩形面積變化圖

圖3 大豆某一時(shí)期不同植株冠層緊密度和偏心率變化圖

圖4 大豆某一時(shí)期不同植株冠幅寬度、最小外接圓直徑和株高變化圖

圖5  PL對四個(gè)不同進(jìn)化類(lèi)型大豆種子成像分析圖

表1  PL對四個(gè)不同進(jìn)化類(lèi)型大豆種子成像分析數據

? Scanalyzer 3D和Scanalyzer PL可獲取的大豆地上部分表型參數：

? 可批量獲取的參數：冠層面積、冠層多邊形面積、冠層最小外接矩形面積、冠幅寬度、冠層外接多邊形周長(cháng)、冠層最小外接圓直徑、株高、冠層緊密度、冠層偏心率、莢長(cháng)、莢寬、莢色（RGB值）、籽粒色（RGB值）和分析植株水分相對含量等，并可以提供成像原圖和分析圖；

? 可單張分析獲得參數：莖粗和結莢高度。

圖6 四種不同類(lèi)型大豆在結夾期X-射線(xiàn)根系掃描成像圖

圖7 四種不同類(lèi)型大豆品種在在結夾期根長(cháng)和根投影面積變化圖

圖8 大豆在30cm深處截點(diǎn)數、直徑和橫截面積變化圖

圖9 半栽培大豆5種不同尺寸根系變化圖

圖10 玉米和大豆種植現場(chǎng)

? X-射線(xiàn)根系掃描成像分析系統可批量獲取的根系參數：

? 根據客戶(hù)需要，可提供根系在基質(zhì)里原位生長(cháng)的根系結構合成圖、分析圖和分析數據；

? 可分析得到的參數有根總長(cháng)、根投影面積、不同基質(zhì)深度截點(diǎn)數、截點(diǎn)面積和截點(diǎn)直徑等參數；

? 將原圖按分辨率降低程度進(jìn)行切割，可獲取5種不同尺寸根系根總長(cháng)、根投影面積、不同基質(zhì)深度截點(diǎn)數、截點(diǎn)面積和截點(diǎn)直徑等參數。