本文引用格式
徐凌翔, 陈佳玮, 丁国辉, 卢伟, 丁艳锋, 朱艳, 周济. 室内植物表型平台及性状鉴定研究进展和展望 [J]. 智慧农业(中英文), 2020, 2(1): 23-42.
Xu Lingxiang, Chen Jiawei, Ding Guohui, Lu Wei, Ding Yanfeng, Zhu Yan, Zhou Ji. Indoor phenotyping platforms and associated trait measurement: Progress and prospects[J]. Smart Agriculture, 2020, 2(1): 23-42. (in Chinese with English abstract)
友情提示：智慧农业（中英文）官方网站已经上线所有文章。
点击访问：http://www.smartag.net.cn
中国知网、万方数据、维普资讯将陆续上线，欢迎大家阅读引用。
室内植物表型平台及性状鉴定研究进展和展望
徐凌翔1，陈佳玮1，丁国辉1，卢 伟2，丁艳锋1，朱 艳3， 周 济1,4*
（1. 南京农业大学作物表型组学交叉研究中心/中英植物表型组学联合研究中心/江苏省现代作物生产协同创 新中心/现代作物生产省部共建协同创新中心，江苏南京210095；2. 南京农业大学工学院/江苏省现代设施农 业技术与装备工程实验室，江苏南京210095；3. 国家信息农业工程技术中心/农业农村部农作物系统分析及决 策重点实验室/智慧农业教育部工程研究中心/江苏省信息农业高技术研究重点实验室，江苏南京210095；4. 数字科学研发部，英国国立农业植物研究所/剑桥作物研究中心，剑桥CB30LE，英国）
摘 要：植物表型组学研究正逐渐向综合化、规模化、多尺度和高通量的方向快速发展。本文首先介绍了植物表型研究的最新动向。然后针对室内表型监测平台的特点和各类室内表型针对的表型性状进行了系统介绍，包括产量、品质、胁迫抗性（包括干旱、抗冷热、盐胁迫、重金属和病虫害）等。在此基础上，本文还根据通量、传感器集成度和平台大小等把一些国内外流行的室内植物表型平台进行了分类，并介绍了这些室内表型平台在植物研究中的应用情况。同时，本文还介绍了室内表型数据的管理和解析方法。最后，本文着重讨论了室内表型平台的发展方向，并结合中国植物研究的实际情况对表型组学在中国的发展提出了展望，以期为中国植物表型研究提供指导和建议。
关键词：植物表型组学；室内表型监测；产量性状；品质性状；抗性表型；表型数据管理和解析分类
来源：《智慧农业（中英文）》2020年第1期
转载请联系编辑部授权
文章图片
（a）细胞层面对胞吞作用，胼胝质沉积和细胞结构变化的表型分析；
（b）组织和器官层面对各类锈病、发芽率和花期等性状分析；
（c）单株层面对单株的图像获取、植株分割和生长监测；
（d）小群体和小区层面的表型数据采集和关键农艺性状分型鉴选。
图1 不同层面的室内植物表型监测及其分析对象
Fig. 1 The scope of multi-level indoor plant phenotyping and associated phenotypic traits
（a）高通量细胞筛选Operetta系统；
（b）中小型台架式表型设备PhenoMate系统（图片来源：南京农业大学作物表型交叉研究中心）；
（c）大型温室植物表型平台PhenoConveyor系统（图片来源：南京农业大学作物表型交叉研究中心）；
（d）温室大棚中使用的滑轨移动植物表型设备PhenoWatch（图片来源：南京农业大学作物表型交叉研究中心）。
图2多尺度室内植物表型采集平台
Fig. 2 Multi-scale indoor plant phenotyping platforms
通讯作者简介
周济 教授
周济，南京农业大学作物表型组学交叉研究中心教授和博士生导师、英国国立农业植物研究所 (National Institute of Agricultural Botany, NIAB)和剑桥作物研究中心（Cambridge Crop Research Centre）数字研发部门主管（Head of Data Sciences）和博士生导师。在英国排名前20的东安格利亚大学（University of East Anglia）获得了信息系统硕士学位和计算机科学博士学位，并获得UEA国际学生奖学金及Aviva企业奖学金资助。2011年博士毕业后加盟植物抗病研究世界排名第二的The Sainsbury Laboratory（TSL），担任生物信息学博士后研究员，负责高通量生物图像分析和细胞表型组学在植物抗病遗传机制等方面的算法开发。2015年被英国约翰英纳斯研究中心（John Innes Centre, JIC）和基因组分析研究中心（The Genome Analysis Centre, TGAC）聘为研究员，建立了英国诺维奇科研院植物表型创新实验室，并担任实验室主任。2019年10月，获选为英国皇家生物学学会会士（Fellow of Royal Society of Biology, FRSB）。周济中国实验室以中国重要农作物小麦和水稻为研究对象，主要开展农作物表型组学研究和关键技术研发，专注于开发和使用计算机视觉算法、机器学习，田间遥感和智能机器人等技术完成田间农作物表型高通量监测与鉴定、重要基因与QTL定位等，以期为作物遗传改良与新品种选育等提供技术支撑。主要成果包括：基于激光雷达的田间三维成像系统、高通量采集和分析系统（RobinTM）、基于物联网的自动化表型分析软件平台（CropSight）、分布式表型监测系统（CropQuant）、基于机器学习的大型种子萌发和幼苗活力自动分析系统（SeedGerm），以及基于无人机图像的大规模作物信息分析软件系统（AirSurf）等。此外，以计算机科学家身份主持多项中英创新项目，作为主要完成人在Nature，Plant Cell，Nature Plants，GigaScience，Horticulture Research和Traffic等国际顶级期刊撰写发表学术论文27篇，专著章节3个，总影响因子超过170。自2015年起被引证超过950次，i10指数14。第一发明人国际、英国发明专利2项。并定期为多家国际顶级期刊审稿。
本期支持单位
蜻蜓农业研究院(江苏)有限公司
京蓝云智物联网技术有限公司
北京农信通科技有限责任公司
北京中农信达信息技术有限公司
● 杨成海：机载遥感系统在精准农业中的应用（2020年第1期）
● 专题导读来了：农业遥感与表型获取分析（2020年第1期）
● 2020年《智慧农业（中英文）》首秀开幕
微信交流服务群
为方便农业科学领域读者、作者和审稿专家学术交流，促进智慧农业发展，为更好的服务广大读者、作者和审稿人，编辑部建立了微信交流服务群，有关专业领域内的问题讨论、投稿相关的问题均可在群里咨询。
入群方法：加小编微信331760296，备注：姓名、单位、研究方向，小编拉您进群。
信息发布
科研团队介绍及招聘信息、学术会议及相关活动的宣传推广
《智慧农业（中英文）》
《智慧农业（中英文）》（季刊）是由中华人民共和国农业农村部主管，中国农业科学院农业信息研究所主办，《智慧农业（中英文）》编辑委员会学术指导，《智慧农业（中英文）》编辑部编辑出版的国内外公开发行的农业科学类学术期刊。期刊聚焦农业信息技术发展前沿与热点，刊载和传播国内外最新研究成果，通过搭建高水平学术交流平台，引领学术研究方向，服务行业科学决策，培养高水平创新人才，促进学科发展。
