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随着表型分析和实验设计的改进，大田作物的选择性育种也在不断发展。现代化的表型分析技术已经将研究重点从单一植物性状的手工测量或破坏性分析，扩展到该领域的非破坏性，整体性和高通量表型分析。高通量表型成像技术已经应用于各种作物如水稻、玉米、棉花、小麦、大麦的表型分析，可以针对不同处理的植物进行可见光（VIS）、近红外（NIR）、红外（IR）、叶绿素荧光（FLUO）成像以及数据分析，研究植物生长发育过程中的各种内在表型与外在表型的变化。
由于实验设计与表型选择的统计分析方面的差异，作物与观赏性植物、蔬菜表型育种之间也存在很大的差异。观赏性植物、蔬菜的表型育种中，判断一个品种是否优于另一个品种仍然更依赖于育种者的经验。之前我们已经对不同类型的作物表型研究，做了相应的归纳与整理，其表型研究的对象通常是整棵植株，这次我们要说说特定植物特定部位的表型研究方法。
我们都知道一棵完整的绿色开花植物的生殖器官包括花、果实、种子，而开花植物的最大家族是兰花（兰科），下面是结合AgriPheno现有的表型平台，对蝴蝶兰78个性状做了表型成像的可行性分析（可见本文末附表）。我们发现除了花的香味，其余77个性状都可以借助表型平台或人工测量的方法来进行分析。其中，高通量表型成像系统能够分析的指标占78%，这些指标中形态学指标和颜色指标是蝴蝶兰表型研究的重点，如花瓣及萼片的长度、宽度、面积、颜色、颜色百分比等。除了蝴蝶兰的花表型，叶片相关性状（叶片长度、宽度、姿态等）也是蝴蝶兰品种鉴定的可参考指标，下面的图表是我们针对蝴蝶兰的78个指标进行的可行性分析结果。
蝴蝶兰各指标测量可行性分析
（注：表型平台分析包括了LemnaTec的实验室型及温室型测量系统）
我们利用上述表型平台对特定植物的特定部位进行了表型分析：
>> 花 卉 <<
按照上述蝴蝶兰的可行性指标，我们知道花瓣的长度与宽度，几乎是所有开花植物必须要测量的指标。我们利用实验室型表型成像系统对开花植物——四季海棠，进行成像与处理，我们利用软件中卡尺Y轴长度与卡尺X轴长度，分别代表花长度与花宽度，对15朵四季海棠的花进行批处理分析，其结果与游标卡尺测量结果做相关性分析，r2均在0.9以上。
四季海棠图像处理及相关指标统计分析结果
以一种唇形科花卉为例，我们可建立如下花卉分析流程：1）图片导入：可以是任何相机拍摄的图片，支持jpg/tif等格式的图片（需要一个光源稳定的拍摄环境以及附上可供参考的比例尺）；2）区分前景色/背景色：软件可以将我们所要分析的植物从背景中区分出来；3）去除噪点；4）图像格式转换：自动转换成我们软件分析所需要的图像格式；5）感兴趣区域选择：对于我们要单独分析的某些个体，需要进行感兴趣区域选择；6）将感兴趣区域与原图结合：有不同的选择项，能更加灵活而全面的对我们目标对象进行后续处理分析；7）输出结果。
花卉分析流程及相应的分析界面
通过建立花卉分析的流程，我们可以从图像中获知花卉的相关表型信息，如上花瓣宽度、花冠宽度、下花瓣宽度、花冠高度、花冠长度、雌蕊长度、雄蕊长度等。如下图。为一种唇形科植物的图像处理示例。
一种唇形科花卉图像处理结果
LemnaTec软件中花卉分析流程图
上述分析对象均处于离体的状态，那么活体花卉我们是不是也可以利用表型成像系统进行分析呢？如下图，我们需要选择长势良好，且成像角度佳的花朵，作为表型观测对象，同样按照上述分析流程，进行花瓣宽度、花冠宽度等表型信息的提取与分析。
活体花卉的表型图像处理
>> 蔬菜——黄瓜 <<
通过对黄瓜花的正面和侧面成像，正面图像可以获取花投影面积、直径、颜色RGB值、分析花纹理的面积和颜色差异。侧面成像可以获取花的长度和花萼面积。其余类似结构的植物可以同样分析。
黄瓜花的0°及90°图像处理及花卉提取分析结果
为了更好的研究黄瓜果实的表型，我们将不同品种的黄瓜进行纵切及横切，如下图，观察不同剖面的形态学指标，例如果柄长、果实纵径、果实直径、果腔面积、果腔比例等，这些指标均可以通过我们的表型软件进行高通量的分析。
不同品种黄瓜的纵切及横切图像处理结果
>> 蔬菜——番茄 <<
对果实进行成像，这对于收获高品质果实是非常重要的（比如可以减少因为大小，颜色或者形状有问题而必须丢弃的果实的数量。）下图是通过果实成像获取的参数实例。下面为根据番茄的特定参数进行分类的实例。
基于番茄侧面图像进行的色彩分析，选择多种颜色使重要性状的差异表现出来
>> 总结 <<
利用表型成像系统与专业分析软件，我们对花卉、果实进行了表型分析，同整株表型分析类似，所关注的参数同样集中于形态学指标与颜色指标。
1）对于离体的花卉与果实，我们已经能够做到非常精细的图像处理及数据分析，建立了一套专门图像及数据分析流程；利用此流程，我们可以对相似结构的花卉及果实进行高通量的表型分析；
2）对于花卉长度、宽度等常规性的指标，我们与游标卡尺等传统测量工具所得结果，进行相关性分析，再次证明表型平台所得数据的真实性与可靠性；
3）对于非离体状态下的花卉，可以通过颜色等指标，将花分离出来。因为是基于成像技术，对活体状态的花卉或果实的分析，难度主要在于选取合适的成像角度；
4）借助高通量的表型成像系统，能够完整获取植物不同角度/侧面的图像，是对活体状态下花卉等目标对象进行表型研究的基础条件；
5）上述所有的成像、图像处理及分析、数据统计及输出等过程，我们均可以利用表型成像系统来完成，对于常规格式的表型图像，也可借由我们的专业软件来完成后续的图像处理及数据分析。
附表：蝴蝶兰表型指标可行性分析结果
参考文献：MolenaarH, Glawe M, Boehm R, Piepho HP. Selection for production-related traits in :improved design and analysis make all the difference. Hortic Res 2017 ;4 DOI 10.1038/hortres.2017.4
延伸阅读：
Molecular Plant：营养敏感性视角的粮食作物育种
