提到植物表型,很多人会觉得这是一个新词,实际上植物表型或植物表型组学在育种领域已经有了很深的研究。并且对育种家而言,表型或者说农艺性状,即是育种家核心的工作内容之一。那么,什么是植物表型呢?下面小编对植物表型的相关知识做以简单的介绍。
什么是植物表型?
表型指生物个体或群体在基因与环境的相互作用下所表现出的可观察的形态特征;表型组指某一生物的全部性状特征;表型组学则是研究在基因组水平上某一生物或细胞所有表型的学科。
具体而言,植物表型是由基因与环境相互作用产生的部分或全部可辨识的物理、生理、和生化特征及性状,包括植物的结构、组成以及生长发育过程。利用这些特征和性状,应该能够将不同植物基因型和环境的决定作用或影响区分开来。总的来说,植物表型不仅体现了分子水平上的表达调控,也可以反映植物的生理生化、形态解刨、胁迫抗性等复杂性状。
植物表型对植物研究的意义
植物表型参数的分析与育种息息相关。传统的表型数据的获取主要是通过手工测量和照相后软件分析进行。手工测量可以获取植物直径、叶长、叶片数目等指标,照相后软件分析或通过叶面积仪可以获取植物的叶长、叶宽、叶面积、叶倾角等指标。
这些测量都需要花费大量时间,测量结果准确性较低,工作繁琐,工作量大,这些缺点大大限制了大规模遗传育种筛选的效率。
农业植物表型研究的意义
全球粮食安全问题仍是人类发展面临的一个重要问题。联合国粮食与农业组织预测在2050年全国人口仍将达到91亿,这意味着农业生产至少需要在现有基础上至少增加70%才能满足不断增长的粮食需求,但是目前全国粮食产量的增长速度远低于人口增长的四度,并且还伴随着气候变化和资源枯竭等复杂艰巨的问题。中国人均耕地少,粮食产量对保障人们生活水平、国民经济发展和国家粮食安全的意义尤为重要。
因此,急需利用现代科学技术实现农业生产的突破,基于图像识别的作物表型检测技术可以实现高通量的优质作物品种筛选、精确的产量预测、田间杂草自动检测盒病虫害早期自动诊断等功能,对于作物性状调控的分子机制研究、品选育和产量提升具有重要的意义。