欧亚国际

观赏植物被用于各种场所，例如，在屋顶绿化等城市绿化中。城市绿化被认为是解决日益严重的城市热岛现象的有效途径之一。屋顶绿化正在广泛普及，特别是在种植面积有限的城市地区，因此对观赏植物进行深入的研究具有一定的重要性。根据颜色、形状和大小等各种形态特征，观赏植物表现出多样的外观。根据使用目的的不同，这些理想的形态特征会得到增强。其中，外观变化是观赏绿化植物在季节变化过程中的一个重要特征，特别是绿叶颜色的早期发生对于品种的选育来说是一种理想的特性。为了评估和分析观赏植物形态特征的变化，必须建立一种客观定量评估该特征的方法。多光谱相机由于其丰富的可见光波段被广泛应用于植物的图像拍摄中，但在观赏绿化植物中鲜有报道。

2023年6月，Plant Phenomics在线发表了日本鸟取大学题为Multispectral Phenotyping and Genetic Analyses of Spring Appearance in Greening Plant, Phedimus spp.的研究论文。

本研究首先基于2019年和2020年4月拍摄的多光谱图像数据，建立了一种利用多光谱成像技术对叶片颜色变化进行表型分析的方法，并进行了基于表型的遗传分析，以评估该方法在观赏绿化植物中的应用潜力。

研究结果表明，对9个不同波长值进行主成分分析，其中第一主成分的贡献值较大，其捕获了可见光的范围变化（图1）。同时对植物颜色与植被指数的年表型进行相关性分析，第一主成分与可见光强度有着较高的相关性，表明了多光谱表型数据记录了叶片颜色的遗传变异（图2）。此外该研究还进行了限制性内切位点的DNA测序，获得了Phedimus spp.的第一个遗传连锁图谱（图3），QTL分析发现2个QTL与早期休眠断裂有关。根据这2个qtl的基因型，将F1表型分为休眠早(晚)、绿叶(红或棕)、高(低)营养生长表型（图4）。

该研究在观赏绿化植物中采用的多光谱图像分析方法为植物颜色等表型进行定量评价和遗传分析提供了可能性。由于观赏植物的多光谱图像分析实例很少，本研究的新发现非常重要。该方法也适用于其他多年生观赏植物。

图12019年和2020年F1分离群体中9个不同波长值的PCA

图22019年4月至2020年4月所有性状的年度相关性

图3 遗传图谱

图42020年4月9日各基因型组内代表性F1植株外观

http://doi.org/10.34133/plantphenomics.0063

——推荐阅读——

Concise Cascade Methods for Transgenic Rice Seed Discrimination using Spectral Phenotyping

http://doi.org/10.34133/plantphenomic‍s.0071

Plant Phenomics | 一种利用光谱表型分析技术鉴别转基因水稻种子的简明级联方法

Generating 3D multispectral point clouds of plants with fusion of snapshot spectral and RGB-D images 

‍http://doi.org/10.34133/plantphenomics.0040

Plant Phenomics | 浙江大学发现一种融合快照光谱图像和RGB-D图像生成高质量三维多光谱植物点云的新方法

加入作者交流群