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AgriPheno訂閱號專注于持續(xù)更新植物生理生態(tài)、植物表型組學和基因組學、基因分型、智能化育種及應用、激光雷達探測技術及數(shù)據(jù)分析等領域，國內外最新資訊、戰(zhàn)略與政策導讀。本文節(jié)選了2019年10月-2020年3月推送的代表性文章，以供大家參閱。
本文報道了一套快速、高效的馬鈴薯離體侵染體系——水培侵染。利用致病力程度不同的青枯病菌進行侵染試驗，證明該侵染體系與土壤接種法同樣有效，可用于馬鈴薯青枯病菌的致病力鑒定。通過對32份馬鈴薯種質資源的小規(guī)模鑒定，確定了3個抗病品種，表明該侵染體系是一種有效的馬鈴薯種質資源抗性高通量篩選方法。
本文提出了一種基于卷積神經(jīng)網(wǎng)絡的語義分割模型，以像素水平對黃瓜葉片圖像上的白粉病進行分割。該模型能夠在像素水平對黃瓜葉片上的白粉病進行高精度分割，為黃瓜育種人員評估白粉病的嚴重程度提供了有價值的工具。
東北林業(yè)大學Yan Wang等（Yan Wang, et al., 2020）以核桃楸、水曲柳、黃柏為研究對象，測量了表層土壤（0-10 cm）和亞表層土壤（20-30 cm）前五級細根各根序級的生物量、解剖結構、形態(tài)、化學和生理功能屬性，以期揭示上述功能屬性和生物量分配對與土層深度增加相關的資源可利用性變化的響應。該研究成果最近以題“Functional T rait Plasticity but Not Coordination Differsin Absorptive and T ransport Fine Roots in Response to Soil Depth”，在Forests上公開發(fā)表。
為了回答土壤干擾對細根生長動態(tài)是否存在可忽視的或實質性的影響，日本京都大學的Ryo Nakahata研究員，采用平板掃描法，以柏木和橡樹為研究對象，觀察了土壤受到干擾后連續(xù)四年的細根根長生長和直徑生長動態(tài)，以期揭示土壤受到干擾后產生的細根的形態(tài)功能屬性的時間動態(tài)變化。該研究成果最近以題“Pioneer root invasion and fibrous root developmentinto disturbed soil space observed with a flatbed scanner method”，在Trees上公開發(fā)表。
愛爾蘭都柏林大學Saoirse R. Tracy與德國余利希研究所中子科學中心Michelle Watt等（Saoirse R. Tracy, et al., 2019）合作，從根系表型視角綜述了作物改良的機會。他們認為為了改良作物，根系功能屬性應該成為研究者和育種學家長期關注的重點目標；利用表型方法研究根系旨在發(fā)現(xiàn)對作物有益的根系功能屬性，然后利用育種技術將其整合到新品種中，是實現(xiàn)精準農業(yè)的關鍵。
人們對接種AM真菌是否能提高植物活力進行了大量的研究，但這些研究結果卻難以復制，在本文中RohanRiley博士及其同事試圖找出其原因。
本文以受水分限制的歐洲赤松林為研究對象，評價淺表層土壤中細根功能屬性對長期灌溉引起的土壤水分可利用性增加的響應。調查的細根功能屬性包括根系統(tǒng)功能屬性、細根動態(tài)功能屬性、細根構型功能屬性和形態(tài)功能屬性。
該研究針對設施不結球白菜生長發(fā)育過程中相關表型指標變化問題，利用表型成像技術獲取不結球白菜整個生長發(fā)育過程中表型圖片與數(shù)據(jù)，探討不同品種不結球白菜整個生長期內的投影面積、開展度、緊密度、株高、株幅、莢果表型變化趨勢，旨在為不結球白菜種質資源的利用和繁育提供科學依據(jù)。
本文中，Walter J D C等研究了車載LiDAR在小麥AGB和CH無損估算中的應用，將激光雷達獲得的估算結果與手動測量結果進行了比較，評估了LiDAR在育種計劃中的適用性。
本文中，Dakhiya Y和Green R M搭建了一個熱成像平臺，以晝夜溫度振蕩作為植物晝夜節(jié)律測定的新指標，測量了不同植物物種、野生型和晝夜節(jié)律突變型以及葉和花的晝夜節(jié)律，并將熱成像技術的結果與其他晝夜節(jié)律分析技術的結果進行了比較。
本文介紹了植物表型采集分析經(jīng)歷的從手工測量計數(shù)的初始階段到特定測量工具的輔助階段再到高通量表型組學3個階段;提出了推動植物表型采集分析發(fā)展的3個要素: 表型組學研究設施、表型采集技術及圖像數(shù)據(jù)分析方法; 進而詳細闡述了表型組學設施的發(fā)展、國際上代表性的設施平臺情況以及表型采集傳感器和圖像數(shù)據(jù)分析方法的發(fā)展, 并展望了植物表型組學未來的研究方向。
本文結合國內外植物表型組學研究平臺建設與應用方面的進展，以PPAP為基礎，從硬件基礎建設、各類表型技術開發(fā)及服務等方面介紹表型組學研究設施的技術應用。
本文的發(fā)現(xiàn)強調了高通量表型平臺對于植物育種早期階段的價值。盡管基于ACC的選擇在選育中表現(xiàn)不是最佳的，但是本文的研究結果表明了ACC在高產大豆品系的有效選擇中發(fā)揮了作用：ACC可以單獨或與產量結合使用，提高高產大豆品系的選擇效率。
本文綜述了棉花高通量表型分析的技術及其最新進展，討論了高通量表型分析在棉花形態(tài)和生理特征研究中的潛在應用，比較了高通量表型分析系統(tǒng)在棉花種植中的優(yōu)點和局限性。
本文旨在確定基于無人機圖像的植被指數(shù)分析是否能區(qū)分不同雜交玉米植株（都具有良好的產量潛力）在開花時間、產量和粒徑上的差異。本研究使用的UAV平臺包括一架消費級四旋翼機和安裝在萬向架上的消費級緊湊型相機。該相機中的傳感器經(jīng)過LlewellynData Processing修改，使得紅色通道感測波長在670和770 nm之間，峰值在約710 nm處。因此，該相機生成的是近紅外、綠色、藍色（NGB）圖像，而不是紅色、綠色和藍色（RGB）圖像。
本文中，為了探索什么樣的視角及其組合能包含更多的特征信息，以達到更高的識別精度，Rzanny M等開發(fā)了一種觀察開花植物的圖像捕獲方案。
本研究中收集了在九種土壤養(yǎng)分條件和兩種水處理條件下生長的四種小麥（Triticum aestivum）基因型的高光譜圖像。旨在：（i）使用高通量表型系統(tǒng)獲得小麥植物的高光譜圖像，（ii）開發(fā)能夠預測小麥植物水和氮水平的回歸模型，（iii）將表現(xiàn)最佳的模型的回歸系數(shù)應用于高光譜圖像，以便開發(fā)可視化植物中的氮和水分布預測圖。
本文使用傅立葉變換近紅外（FT-NIR）光譜和非接觸式測量模式對單個完整的鮮食葡萄串以上參數(shù)進行定量測量，以評估FT-NIR非接觸式測量葡萄成熟度的可能性。
? 多光譜成像在種子表型和質量監(jiān)測中的最新應用概述
本文綜述了利用多光譜成像技術對不同品種種子進行質量評價和安全性分析的研究進展，回顧了多光譜成像系統(tǒng)可能的設計結構和圖像采集模式，并討論了這些系統(tǒng)在可用性和適用性方面的總體優(yōu)缺點。本文首次嘗試介紹了多光譜成像技術在種子表型鑒定和質量監(jiān)測中的應用，給出了種子性狀表征、生理參數(shù)預測、缺陷檢測、種子健康檢測等方面的實例和研究成果。
本研究旨在探討利用冠層RGB圖像的顏色和紋理特征進行大豆性狀早期預測的可能性。研究的目標是：篩選能提供最佳預測結果的建模技術；確定哪種類型的變量組合能提供最佳的預測結果，如僅使用顏色指數(shù)、僅使用紋理指數(shù)、同時使用顏色指數(shù)和紋理指數(shù)等；研究RGB圖像變換的顏色和紋理信息是否能提高預測結果；通過早期冠層RGB圖像的顏色和紋理特征，確定生長季末期哪些大豆性狀是可以預測的。
采用Micro-CT掃描技術，對20個玉米品種和2個生育期（拔節(jié)期、抽雄期）的玉米莖稈進行了掃描成像。根據(jù)玉米莖稈在拔節(jié)期和抽雄期的顯著差異，首次定義了玉米莖稈功能區(qū)來描述玉米莖稈的物質積累。在此基礎上，建立了一套基于圖像的Micro-CT表型分析流程，對2個生育期的玉米莖和維管束進行了定量分析。
? X射線顯微斷層掃描和線性判別分析可檢測與栓塞相關的聲發(fā)射
本文提出了一種利用機器學習和X射線計算機顯微斷層成像記錄栓塞事件的新方法，用于從2年生盆栽歐洲白蠟樹干旱試驗過程中收集的AE數(shù)據(jù)集中檢測與栓塞相關的AE信號。栓塞的形成用兩個寬頻點接觸聲發(fā)射傳感器進行聲學測量，同時用μCT進行可視化。采用機器學習方法，將μCT視覺檢測到的栓塞形成與相應的AE信號聯(lián)系起來。具體地說，對6個聲發(fā)射波形參數(shù)進行線性判別分析（LDA），得到了一個與栓塞相關的聲學脆弱曲線，該曲線更像標準的μCT脆弱曲線（VCCT），無論是在時間上還是在栓塞導管的絕對數(shù)量上。
本文一方面解釋了近紅外光譜技術是目前最先進小型化技術的原因，另一方面通過詳細討論定性和定量應用實例，強調了近紅外光譜技術對植物分析的影響。在定性實例中，近紅外光譜技術成功地將鐵皮石斛加工成的楓斗（DOK，高價值）從齒瓣石斛加工成的楓斗（DDP，低價值）中鑒別出，這二者僅通過目視檢查是不太可能區(qū)分的。
? 高溫下環(huán)式電子傳遞對線性電子傳遞和活性氧的調節(jié)作用
由沈陽農業(yè)大學園藝學院等多家機構組成的聯(lián)合研究組使用雙通道葉綠素熒光儀——Dual-PAM-100（含P515/535模塊）、葉綠素熒光成像系統(tǒng)——Maxi-Imaging-PAM等設備對番茄葉片的環(huán)式電子傳遞進行了相關研究，發(fā)現(xiàn)PGR5/PGRL1依賴的環(huán)式電子傳遞在番茄的高溫響應中發(fā)揮了主要作用。
? 氣孔導度對茉莉酸甲酯處理黃瓜葉片釋放揮發(fā)性物質劑量效應的影響
本文研究了氣孔導度（Gs）、凈同化率（A）、LOX和甲醇釋放對不同MeJA濃度（0.2-50 mM）處理的快速（處理后0-60分鐘）響應。研究結果表明，揮發(fā)性化合物的MeJA劑量響應受氣孔控制，改變了MeJA吸收和揮發(fā)性釋放動力學，并以復雜的方式形成葉氧化狀態(tài)。
? 芬蘭科學家發(fā)現(xiàn)環(huán)式電子傳遞調控新機制
來自芬蘭圖爾庫大學的研究人員通過NADPH-硫氧還蛋白還原酶（NTRC）基因敲除和過表達的擬南芥株系，使用多激發(fā)波長調制葉綠素熒光儀——Multi-Color-PAM、雙通道調制葉綠素熒光儀——Dual-PAM-100（含P515/535模塊）、四通道動態(tài)LED陣列近紅外光譜儀——Dual-KLAS-NIR等設備，研究了環(huán)式電子傳遞的潛在調控方式，發(fā)現(xiàn)了一系列生物化學和生物物理學的關鍵證據(jù)。
? Flav蛋白和NDH-1復合物協(xié)同保護藍藻光合作用
本研究的結果為Flv1/3或NDH-11,2的存在提供了令人信服的證據(jù)，但不是NDH-13,4，需要說明的是NDH-13,4對于集胞藻在從高濃度CO2條件過渡到空氣CO2和強光的聯(lián)合脅迫條件下的生存是必不可少的。我們證明Flv1/3和NDH-11,2的動態(tài)協(xié)調和協(xié)同作用是集胞藻細胞光合結構光保護所必需的，并討論了其中涉及的分子機制。
? 針葉樹利用不同的機制實現(xiàn)春季光合作用重新激活
為了在動態(tài)的季節(jié)性生長周期中保持光合作用捕獲的光能和代謝需求之間的平衡，耐寒植物采用了兩種主要策略來應對低溫：(1)上調代謝庫容量和/或(2)下調光化學效率，以平衡光合作用裝置對光能的收集和利用。
? 光合作用過程中過氧化物酶對氧化還原調節(jié)功能的研究
Vaseghi等人研究了2-CysPRX作為TRX氧化酶新功能，證明了其在光到暗的過渡過程中共同控制Calvin-Benson-Cycle酶的氧化還原狀態(tài)。
