Фенотипирование растений: что это, задачи и основные приборы

Что это такое и зачем нужно?

Если генотип живого организма определяется наследственностью — совокупностью свойств, которые унаследованы от родителей, — то фенотип напрямую связан с условиями развития, с окружающей средой и её влиянием на организм. Поэтому фенотипирование позволяет исследовать как абиотические, так и биотические факторы, воздействующие на растения. Это особенно эффективно в селекции, поскольку позволяет выводить новые сорта и культуры с заданными свойствами, определять потенциальный и фактические уровни урожаев в конкретных условиях, решать множество других задач.

В скором будущем, возможно, технологию можно будет применять для составления межвидовой классификации некоторых культур, например, пшеницы. Методы «компьютерного зрения» предоставили учёным возможность определить плоидность растения, что в перспективе поможет в гибридизации и других селекционных работах.

Фенотипирование растений осуществляется с использованием специального лабораторного оборудования и технологий автоматизированного анализа. Методика неинвазивная, она не вредит образцам, позволяя в автоматическом режиме исследовать, сохранять и сопоставлять большие массивы информации для получения объективной картинки.

Сейчас методология активно используется как в лабораторных и тепличных условиях, так и в поле, в лесных массивах, в природных фитоценозах.

Используемое оборудование

Для работы с фенотипом растений используется комплекс сложного оборудования. В первую очередь, это имиджинговые сканеры, которые применяются для бесконтактного анализа параметров растений: флуоресценции хлорофилла, сканирования в инфракрасном и коротковолновом диапазонах, просвечивания на основе коэффициента отражения, для оценки показателей устьичной проводимости и температуры листьев.

Полученные данные позволят создать исчерпывающее представление о состоянии растений — и при этом их не потребуется травмировать. Высокоточные изображения можно собирать и затем анализировать, получая объективные данные об изменениях культур под влиянием окружающей среды.

Одним из основных поставщиков в области автоматизированного многомерного фенотипирования растений является чешская компания Photon Systems Instruments (PSI), работающая в этой сфере свыше 20 лет.