国外田间高通量植物表型平台FieldScan应用案例
随着高通量植物表型测量技术的快速发展，越来越多的研究人员和育种家开始采用这一新兴的技术进行研究。
植物表型组学时代已经来临！植物表型组学是一个跨学科的研究领域，它必须与基因组学、生物信息学、大数据计算相结合才能更好的为育种服务。
由国际植物表型组织（IPPN）、欧盟植物表型组织（EPPN）和德国植物表型组织（DPPN）联合进行的一项调查表明，田间表型、数据管理、费用、根系表型、非生物胁迫、行业标准、技术限制、生物信息学、通量等是制约植物表型组学发展的主要问题。
这其中，田间表型（Field Phenotyping）被公认为是植物表型研究和植物表型组学发展所遇到的最大挑战！
国际上第一个真正意义上的商业化高通量植物田间表型平台是于2014年初在印度国际半干旱地区作物研究所（ICRISAT）投入正式运转的FieldScan系统（视频链接）。
印度国际半干旱地区作物研究所FieldScan系统配置有8个PlantEye传感器，可以在16 m x 200 m范围内对全自动高通量测量。目前该平台每天重复测量10次，已经连续运转了两年多时间。
欧洲领先的植物和微生物科学研究中心——英国John Innes Center，即约翰英纳斯中心（JIC）——也有一套田间高通量植物表型平台FieldScan系统（视频链接）。与印度国际半干旱地区作物研究所主要关注田间植物不同的是，约翰英纳斯中心的FieldScan系统是对长在自然土壤里的农作物进行高通量表型测量。
而德国马普学会分子植物生理研究所则将一套小型的FieldScan系统安装到温室中，用于马铃薯的高通量植物表型测量。
关于FieldScan系统
FieldScan系统是由大名鼎鼎的荷兰PhenoSpex公司专为田间高通量植物表型测量设计的表型平台，可在任何环境条件下全天候测量。
FieldScan的设计，采用植物激光三维扫描测量仪PlantEye作为核心，并集成了其它多种传感器。PlantEye用于获取植物生长情况。通过3D的顶部成像，不仅能获得叶面积、叶倾角、冠层等参数，同时还能得到相对于其他技术更高的精度和通量。当然在需要时，也可以集成其他传感器。（视频链接）
在任何光照情况下，FieldScan都能在不影响植物本身生长的情况下，每天能对上万株植物（取决于系统大小）进行10次重复测量，为用户提供有价值的数据，方便了解植物在田间的生长情况。
FieldScan不仅可直接扫描种植在田间土壤的植物，同时还可扫描盆栽植物。在采用盆栽植物培养时，可根据压力传感器跟踪每株植物的重量，计算其蒸腾速率。
设计理念——在高通量与准确性之间找到平衡
在现代植物研究与育种中，田间表型是表型组学最亟需发展的领域之一，一直面临着各种挑战。例如从全日照到夜间，温度的巨大变化和降雨等外界环境不仅影响测量技术，同时对植物也可能产生很大的影响。因此，对测量技术来讲，需要设定非常合理的信噪比以准确地获取表型信息；同时也需要在有限的时间段里，高通量地获取植物的表型信息；当然对环境因子的同步监测也十分必要。
在开发FieldScan时，我们的目标是提供一套可在任何环境下使用；每天可进行多次扫描；同时可剔除低质量数据的田间表型获取系统。如果侧重通量和灵活性，我们可以在田间使用拖拉机或UAV等移动设备。但为了获得毫米级的高精度测量，我们决定不再使用这些传统移动设备，而高精度的测量仅适用于固定式的系统。为此我们需要开发一套能同时满足高精度和高通量的移动平台。
同时适用于温室和田间
FieldScan系统既然已经能够适应严苛的田间环境，当然也就能够在温室内进行高通量测量。我们已经为不同的客户安装了数套在温室内的系统，与田间系统一样，都取得了出色的测量结果。
