本文重点讨论了可见光数字成像、叶绿素荧光成像、多光谱及高光谱成像、热成像等植物病理学研究中常用的表型工具和方法。

植物表型组研究的目的是使用非破坏性技术来测量植物的生长、表现和植物组成等性状特征，将表型性状与特定基因型的遗传信息联系起来，从而在表型组和基因组之间建立起桥梁。应用传感技术检测植物-病原体相互作用过程中发生的特定表型反应，为阐明病原体感染与植物发病症状之间的生理机制提供了新的机会，同时也为抗病材料的选择提供了更快捷的方法。选用适当的表型组学研究方法和工具还可以协助进行植物病害的早期检测。

来自美国和澳大利亚的三位作者集中整理了2000年以来在植物病理学中使用基于传感器的表型分析方面的进展，以及应用表型工具来检测植物与病原体相互作用的未来展望。这篇综述重点讨论了在植物病理学研究中常用的表型工具和方法，如可见光数字成像、叶绿素荧光成像、多光谱及高光谱成像、热成像（图1-4）。此外，对主流工具之外的方法也进行了简要介绍，如磁共振、X射线成像、超声波、挥发性化合物的检测等。

自动化技术的发展将为功能互补的感测技术整合提供帮助，开发出更为复杂的图像分析流程。新的表型技术可以便捷、经济地对大田作物的功能特征和形态特征进行直接测量和连续监测，包括在多个时间、空间尺度上测量与植物疾病变化有关的指标。未来的主要挑战是如何使用这些多维信息来预测作物的表现及阐释非生物和生物胁迫之间的综合效应。作者认为，搭载先进传感器的高通量表型分析平台获取的数据结合流行病建模，为应对未来的挑战提供了思路。

图1 可见光成像识别莴苣叶片的白粉病病斑（左图）和四个叶片感染区域量化分析（右图）（G. Rauscher和I. Simko，未发表数据）。

图2 接种了丁香假单胞菌的拟南芥叶绿素荧光成像（F v / F m参数）。左图为未接种的对照植株;中间为接种后6小时中间图片显示假彩色图像;右图为接种24小时后的结果。接种部位用白色箭头表示。（转自Berger et al., 2007） 

图3 红叶生菜感染某种假单胞菌后的变化，可以通过数字成像（RGB，左），高光谱成像（HSI，中）和叶绿素荧光成像（CFI，右）等技术检测到。红色叶片上的RGB成像肉眼较难看到变化，而HSI和CFI的伪彩色图像可以清楚地显示受影响区域为黑色或深蓝色区域。HSI通过合并677、732和952nm波长获得，CFI显示F v/ F m参数。CFI比HSI晚24小时，因此CFI出现了更大的受损区域。经分析软件处理后图像产生了轻微变形（I. Simko，未发表数据）。

图4 接种古巴假单胞菌（Pseudoperonospora cubensis）7天后黄瓜叶的RGB图像（左）和热成像图（右）（转自Oerke et al., 2006）。

Ivan Simko, Jose A. Jimenez-Berni, Xavier R. R. Sirault, Phenomic Approaches and Tools for Phytopathologists. Phytopathology 2017 107:1, 6-17. https://doi.org/10.1094/PHYTO-02-16-0082-RVW