成像光譜技術在植物非生物脅迫表型高通量分析中的研究進展

曹曉峰，余克強，趙艷茹，張海輝

1. 西北農林科技大學機械與電子工程學院，陜西 楊凌 712100 2. 農業農村部農業物聯網重點實驗室，陜西 楊凌 712100 3. 陜西省農業信息感知與智能服務重點實驗室，陜西 楊凌 712100

引 言

干旱、極端溫度、土壤鹽害等引發的植物非生物脅迫嚴重威脅植物種植，環境可持續基礎上高效種植植物已經成為普遍要求，這需要可靠的脅迫監測以支撐精準種植和同時加速培育抗逆植物品種，兩者都依賴可靠的植物表型分析[1-3]。表型是植物基因型與環境交互的宏觀(結構)和微觀(生理生化)性狀的總和，獲取評估植物復雜性狀的過程被稱為植物表型分析。種植中，表型分析可以有助于了解植物受脅迫程度，優化資源投入；育種中，有助于篩選鑒定具有優良抗性的品種，輔助遺傳分析定位關鍵的遺傳因素，為目標環境培育抗逆性更強的植物品種，實現遺傳增益[4-6]。現代農業和植物育種需要高通量植物表型數據支持精準決策和基因挖掘[2, 7-8]，傳統表型分析方法費時費力的瓶頸使具備快速無損等優點的高通量表型分析技術得到了廣泛關注，從近距離到衛星尺度的高通量表型平臺被用來研究特定條件下植物細胞、植株、群體以及生態系統等水平的表型及變化規律以揭示基因型、環境和表型間的復雜關系，優化種植管理和提高育種效率，被稱為現代農業和育種的加速器[9-11]，其中成像光譜技術將光譜和成像合二為一能定性定量……