很多從事農(nóng)業(yè)科研、作物育種、種質(zhì)資源研究的朋友，每天都在接觸植物表型這個(gè)概念。但不少入門科研人員常會(huì)有疑惑：到底什么是植物表型？植物表型具體包含哪些性狀？日常實(shí)驗(yàn)檢測(cè)、田間觀測(cè)，都在測(cè)哪些表型指標(biāo)？

簡(jiǎn)單來說，植物表型就是植物基因與環(huán)境共同作用下，表現(xiàn)出來的所有可觀測(cè)、可測(cè)量的性狀特征。為了方便理解和科研應(yīng)用，我們可以把植物表型歸為五大核心類別，一次性梳理清楚。

一、形態(tài)結(jié)構(gòu)表型

形態(tài)結(jié)構(gòu)表型是最直觀、最易觀測(cè)的一類，也是傳統(tǒng)人工測(cè)量應(yīng)用最多的性狀類型，依靠肉眼和常規(guī)簡(jiǎn)易儀器即可完成觀測(cè)。

這類性狀主要涵蓋植株整體與器官外觀特征，包含株高、莖粗、分枝及分蘗數(shù)量、葉片長(zhǎng)寬形態(tài)與葉色表現(xiàn)，同時(shí)也涉及冠層結(jié)構(gòu)、根系形態(tài)特征，以及果實(shí)大小、果形、果柄長(zhǎng)度等外觀指標(biāo)，常被用于品種鑒別、田間長(zhǎng)勢(shì)監(jiān)測(cè)與生長(zhǎng)狀態(tài)評(píng)估，也是當(dāng)前三維表型成像技術(shù)重點(diǎn)解析的核心內(nèi)容。

2、生理生化表型

生理生化表型屬于植物內(nèi)在隱性性狀，無法通過肉眼直接判別，需要借助專業(yè)儀器、多光譜無損設(shè)備或生化實(shí)驗(yàn)手段才能精準(zhǔn)檢測(cè)。

主要包含葉綠素含量、光合與蒸騰生理速率、植株含水量、可溶性糖與可溶性蛋白等營(yíng)養(yǎng)指標(biāo)，同時(shí)涵蓋細(xì)胞膜穩(wěn)定性、內(nèi)源激素含量等關(guān)鍵參數(shù)，能夠真實(shí)反映植物內(nèi)在生理活力，普遍結(jié)合多光譜、高通量無損檢測(cè)技術(shù)開展批量測(cè)定。

3、抗逆抗病表型

抗逆抗病表型主要用于評(píng)價(jià)植物對(duì)惡劣環(huán)境及病蟲害的耐受與抵抗能力，是作物育種選育中非常關(guān)鍵的參考依據(jù)。

涵蓋抗旱、耐澇、耐鹽堿、耐高低溫、抗倒伏等環(huán)境脅迫抗性，同時(shí)包含各類病蟲害抵御能力、耐貧瘠生長(zhǎng)等綜合性狀，一般通過田間自然鑒定或人工模擬逆境脅迫試驗(yàn)，結(jié)合植株生長(zhǎng)受害表現(xiàn)進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)判定。

4、產(chǎn)量相關(guān)表型

產(chǎn)量相關(guān)表型是作物育種研究最核心關(guān)注的性狀，直接決定作物最終生產(chǎn)效益與種植價(jià)值。

囊括單株結(jié)實(shí)量、千粒重、穗長(zhǎng)、穗粒數(shù)、有效穗數(shù)、坐果率、單株及群體整體產(chǎn)量等關(guān)鍵指標(biāo)，不管是傳統(tǒng)人工考種調(diào)研，還是高通量自動(dòng)化考種表型檢測(cè)，都以這類性狀作為核心檢測(cè)重點(diǎn)。

5、品質(zhì)相關(guān)表型

品質(zhì)相關(guān)表型多用于果蔬、糧油等作物的商品價(jià)值與食用品質(zhì)評(píng)價(jià)，直接影響市場(chǎng)認(rèn)可度與儲(chǔ)運(yùn)表現(xiàn)。

包含果實(shí)硬度、果皮色澤、果面光潔度、籽粒飽滿程度，以及內(nèi)在營(yíng)養(yǎng)成分含量、食用口感風(fēng)味、耐儲(chǔ)運(yùn)能力和畸形果發(fā)生比例等性狀。隨著精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)技術(shù)發(fā)展，這類品質(zhì)表型也逐步結(jié)合三維成像與多光譜技術(shù)，實(shí)現(xiàn)無損、快速、批量篩查。

6、不同表型性狀的常用檢測(cè)方式

形態(tài)結(jié)構(gòu)表型既可以采用傳統(tǒng)人工測(cè)量方式，也能依托三維成像、立體視覺技術(shù)開展高通量智能解析；生理生化與品質(zhì)類表型，多依靠多光譜設(shè)備、無損傳感技術(shù)完成快速批量檢測(cè)；抗逆性狀和產(chǎn)量相關(guān)表型，則以田間定點(diǎn)長(zhǎng)期觀測(cè)，搭配自動(dòng)化表型平臺(tái)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)為主。

結(jié)合前文所述的全維度表型測(cè)定需求，科研工作者在實(shí)際研究中，對(duì)表型設(shè)備的精準(zhǔn)度、適配性與高效性有著要求。在國(guó)內(nèi)植物表型領(lǐng)域，托普云農(nóng)深耕多年，聚焦AI+表型技術(shù)融合，構(gòu)建了較為的植物表型產(chǎn)品體系，通過深化機(jī)器視覺、深度學(xué)習(xí)等AI技術(shù)與農(nóng)業(yè)的深度融合，自主研發(fā)打造了配置靈活、場(chǎng)景豐富、應(yīng)用廣泛的高通量植物表型智能分析平臺(tái)，推動(dòng)國(guó)產(chǎn)化表型設(shè)備在科研領(lǐng)域的普及應(yīng)用。可全面覆蓋前文提及的形態(tài)、產(chǎn)量、抗性、品質(zhì)、生理等全維度表型指標(biāo)測(cè)定需求，能夠精準(zhǔn)匹配農(nóng)科院所、農(nóng)林院校的科研場(chǎng)景，滿足抗逆種質(zhì)篩選、植物生長(zhǎng)與營(yíng)養(yǎng)分析、病蟲害機(jī)理分析等各類科研需求。

托普云農(nóng)——部分植物表型產(chǎn)品

整體來看，植物表型可劃分為形態(tài)結(jié)構(gòu)、生理生化、抗逆抗病、產(chǎn)量相關(guān)、品質(zhì)相關(guān)五大核心類別。分清各類表型性狀，既能幫助科研新人搭建基礎(chǔ)專業(yè)認(rèn)知，也能在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、品種選育、檢測(cè)方式選型上理清思路、精準(zhǔn)落地。