非侵入式无损植物表型分析发展迅速，其研究涉及从亚细胞尺度到整个种群尺度。但是，现今用于评估植物受胁迫程度的无损表型分析对象往往只是“叶”。维管植物由营养器官（叶、茎和根）和生殖器官（花、果实和种子）组成。其中，营养器官（叶、茎和根）直接决定了植物的抗逆表现。“叶”的表型分析是表型分析的主流，“根”系表型作为看不见的部分也至关重要， “茎”的表型分析，常因为主观或客观的原因而被忽略，而综合“叶”、“茎”和“根”的表型分析则更是少之又少。

2024年5月，Plant Phenomics 在线发表了福建农林大学等单位题为Noninvasive Abiotic Stress Phenotyping of Vascular Plant in Each Vegetative Organ View的论文。

本文针对各营养器官（叶、茎和根）视角下的非生物胁迫表型信息进行了综合综述，分析了非生物胁迫下的各营养器官视角下的胁迫应答机制及其相应的非侵入性表型技术。首先，探讨了高等植物各种不同的营养器官（叶、茎和根）对非生物胁迫的感知和应答机理，及各营养器官之间的相互作用。其次，分析了相应的非侵入光学表型分析技术，这些光学检测技术包括了各个维度下的表型分析，包括一维（1D）点表型、2D 面成像和 3D 立体表型，可促进实施适用于各营养器官的非侵入性表型分析。此外，由于野外或田间条件经常包含多种生物胁迫因子，本文也提供了分析复合胁迫情况下的无损表型研究方法。因此，本文的研究超越了仅关注单个植物器官的传统方法，多器官非侵入性表型学研究的新颖见解为评估植物胁迫响应提供了有力支撑，为各种非生物胁迫因子之间潜在的相互作用的机制解析提供了参考，以更准确、更及时地进行胁迫检测及评估，特别是对田间或野外复杂情况下的复合胁迫情况的诊断。我们希望本文能够为实施植物非生物胁迫表型分析带来启发。

图1 非生物无损胁迫表型分析流程：从胁迫感知到无损表型技术实施。(a) 植物各营养器官感知非生物胁迫。（b）植物各营养器官应答非生物胁迫。(c) 植物各营养器官视角下的无损表型分析技术，包括一维（1D）点表型、2D 面成像和 3D 立体表型。

图2 植物对非生物胁迫的感知和应答机理分析：从宏观到微观了解叶、茎和根对非生物胁迫的响应机制。

通讯作者与团队简介

论文链接：

https://doi.org/10.34133/plantphenomics.0180

——推荐阅读——

Using UAV-based temporal spectral indices to dissect changes in the stay green trait in wheat

https://doi.org/10.34133/plantphenomics.0171

Plant Phenomics | 西北农林科技大学基于无人机的时序光谱指数解析小麦持绿在育种进程中的选择

Rice Plant Counting, Locating and Sizing Method Base on High-throughput UAV RGB Images

https://doi.org/10.34133/plantphenomics.0020‍

Plant Phenomics ESI高被引论文 | 基于高通量无人机RGB图像的水稻植株计数、定位和大小估计方法

加入作者交流群