表型是指在特定條件下(如各類環(huán)境和生長階段等)所表現(xiàn)出的可觀察的形態(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(nóng)藝性狀，還應更加關注植株所表現(xiàn)出來的生理狀態(tài)。植物表型組學是研究植物的生長、表現(xiàn)和組成的科學，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研究分析，并且可以進一步整合到基因組學研究中;而從系統(tǒng)生物學角度來看，從基因組到轉(zhuǎn)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(xiàn)形式。因此，植物表型組學的研究將是涉及植物各個方面的研究領域。表型組學也是突破未來作物學研究和應用的關鍵研究領域, 通過表型分析來描述關鍵性狀可以為育種、栽培和農(nóng)業(yè)實踐提供基于大數(shù)據(jù)的決策支持。隨著高通量測序技術和植物功能基因組學快速發(fā)展，傳統(tǒng)的作物表型檢測手段已成為植物基礎生物學研究和遺存育種研究的主要限制因素。高通量表型組學的興起改變了傳統(tǒng)的作物表型檢測方式，與高通量測序技術一起對現(xiàn)代育種方式產(chǎn)生深刻的影響。

大豆是人們?nèi)粘Ｉ钪袛z取脂肪和蛋白質(zhì)的重要來源，國內(nèi)學者對大豆表型的研究，主要集中于大豆株高、莖粗、主莖節(jié)數(shù)、節(jié)間長度、有效分枝始節(jié)、主莖分枝數(shù)、結莢高度、莢長、莢寬、莢色、籽粒色和單株莢數(shù)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-射線根系掃描成像分析系統(tǒng)(RootViz FS)設備。

圖1大豆某一時期3D可見光鏡頭下側(cè)面0°、90°和頂部分析圖

圖2 大豆某一時期不同植株冠幅、外接多邊形和最小外接矩形面積變化圖

圖3 大豆某一時期不同植株冠層緊密度和偏心率變化圖

圖4 大豆某一時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對四個不同進化類型大豆種子成像分析圖

表1  PL對四個不同進化類型大豆種子成像分析數(shù)據(jù)

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

? 可批量獲取的參數(shù)：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、冠層最小外接圓直徑、株高、冠層緊密度、冠層偏心率、莢長、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(shù)：莖粗和結莢高度。

圖6 四種不同類型大豆在結夾期X-射線根系掃描成像圖

圖7 四種不同類型大豆品種在在結夾期根長和根投影面積變化圖

圖8 大豆在30cm深處截點數(shù)、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(xiàn)場

? X-射線根系掃描成像分析系統(tǒng)可批量獲取的根系參數(shù)：

? 根據(jù)客戶需要，可提供根系在基質(zhì)里原位生長的根系結構合成圖、分析圖和分析數(shù)據(jù)；

? 可分析得到的參數(shù)有根總長、根投影面積、不同基質(zhì)深度截點數(shù)、截點面積和截點直徑等參數(shù)；

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