大麥（學(xué)名：Hordeum vulgare L.），俗稱三月黃，禾本科植物，是一種主要的糧食和飼料作物，也是釀造啤酒的主要原料。作為工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的重要谷類作物，其總產(chǎn)量排在玉米、水稻、小麥之后列第4位，種植面積約達(dá)53萬平方公里，在我國也曾是栽培面積達(dá)一億畝以上的重要農(nóng)作物之一。

大麥?zhǔn)莻€(gè)被馴化的谷類作物，因其早熟和高度抗逆性（包括耐寒、耐旱、耐鹽堿等）而在世界范圍內(nèi)廣泛種植。其二倍體特性使其成為麥類作物基因組研究的重要材料。經(jīng)過基因測(cè)序，大麥基因組全長(zhǎng)5.1 Gb，約為水稻基因組的11倍，幾乎是人類基因組的兩倍。2017年4月27日，Nature期刊以Article的文章形式題為“A chromosome conformation capture ordered sequence of the barley genome"（論文鏈接：/10.1038/nature22043）公布了國際大麥測(cè)序聯(lián)盟(IBSC)在大麥基因組精細(xì)圖譜研究上取得的重大研究成果，該文被列為自然雜志當(dāng)期的封面文章，張國平教授團(tuán)隊(duì)參與完成的大麥基因組研究成果，為該論文的共同通訊作者。

隨著大麥基因組的不斷深入研究，科學(xué)家們針對(duì)大麥優(yōu)良基因的遺傳改良從未停止，因?yàn)楸硇鸵约氨硇徒M學(xué)技術(shù)的逐漸成熟，越來越多的課題研究組在現(xiàn)有的分子生物學(xué)、遺傳學(xué)等技術(shù)基礎(chǔ)之上，采用了更為的方法，更高效的對(duì)大麥的表型或者性狀進(jìn)行研究與分析。Christian Klukas課題組在德國的研究機(jī)構(gòu)—植物遺傳與作物植物研究所（IPK）的萊布尼茨研究所，利用高通量的表型平臺(tái)進(jìn)行了大麥的表型以及生理的研究。大麥在干旱條件下（見下圖），其株高會(huì)降低、分蘗數(shù)減少，而復(fù)水處理之后，其株高、分蘗數(shù)表型會(huì)得到明顯的回復(fù)，利用表型平臺(tái)的成像數(shù)據(jù)，在這篇研究文章中，大家可以明顯看到干旱和復(fù)水處理之后，不同時(shí)期的表型成像分析：在可見光成像下，進(jìn)行植株高度及其動(dòng)態(tài)變化、生物量及有效分蘗數(shù)的分析；在近紅外成像下，觀測(cè)植株含水分布情況；在熒光成像下，監(jiān)測(cè)植株的生理變化。該工作發(fā)表在植物學(xué)領(lǐng)域的期刊 The Plant Cell上。

文獻(xiàn)來源：Dijun Chen, Christian Klukasa et al., The Plant Cell(2014)

文獻(xiàn)來源：Dijun Chen, Christian Klukasa et al., The Plant Cell(2014)

利用高通量的表型平臺(tái)，大麥的許多參數(shù)都可以得到很好的測(cè)定與分析，小編為大家小結(jié)不同研究領(lǐng)域的主要參數(shù)類型，如下：

大麥株型研究領(lǐng)域重點(diǎn)關(guān)注的參數(shù)：植物冠層寬度、垂直高度、緊密度、對(duì)稱性、投影葉面積、空間體積、植物結(jié)構(gòu)、葉角度、節(jié)間長(zhǎng)度。

大麥對(duì)生物脅迫反應(yīng)的領(lǐng)域重點(diǎn)關(guān)注的參數(shù)：垂直高度、投影葉面積、空間體積、葉顏色、葉病斑、植物結(jié)構(gòu)、葉角度、節(jié)間長(zhǎng)度。

大麥對(duì)非生物脅迫反應(yīng)的領(lǐng)域重點(diǎn)關(guān)注的參數(shù)：整株相對(duì)含水量分布、植物結(jié)構(gòu)、葉角度、節(jié)間長(zhǎng)度、葉長(zhǎng)、垂直高度、投影葉面積、空間體積、葉顏色、投影葉面積、空間體積。

大麥產(chǎn)量研究領(lǐng)域重點(diǎn)關(guān)注的參數(shù)：植物冠層寬度、垂直高度、空間體積（生物量）等。

除此之外，還有更多的種子選育技術(shù)，可以進(jìn)一步對(duì)大麥種子進(jìn)行成熟度檢測(cè)、性狀檢測(cè)。

背景資料：

?   LemnaTec表型平臺(tái)

上述文章中的課題組進(jìn)行圖像采集與分析，主要使用的是LemnaTec的表型成像平臺(tái)—Greenhouse Scanalyzer 3D。如下圖，LemanTec可根據(jù)實(shí)驗(yàn)需求，進(jìn)行定制化的設(shè)計(jì)與生產(chǎn)。

?   德國IPK研究所

萊布尼茲植物遺傳與作物植物研究所（IPK）是非營利性研究機(jī)構(gòu)，也是威廉·萊布尼茲協(xié)會(huì)（WGL）的成員。該研究所是德國中部生物技術(shù)園區(qū)加泰派生的發(fā)起者和中心。

作為國際的植物研究中心，IPK重點(diǎn)關(guān)注基礎(chǔ)和應(yīng)用領(lǐng)域的現(xiàn)代生物學(xué)問題，重點(diǎn)研究栽培植物。 研究領(lǐng)域包括：

?   植物遺傳資源的管理，分析和演變

?   細(xì)胞和分子基因組分析

?   分子與發(fā)育生理學(xué)

?   應(yīng)用生理學(xué)和細(xì)胞生物學(xué)

IPK的核心研究問題是研究野生和栽培植物的遺傳多樣性，目的在門更有效和更廣泛地利用這些方法和植物材料，而且進(jìn)一步開發(fā)新的改進(jìn)的生物材料。IPK的表型圖像分析的課題組，做了不少關(guān)于玉米、擬南芥等植物的表型研究，下面是他們近兩年發(fā)表的文章。（來源：http://www.ipk-gatersleben.de/en/molecular-genetics/image-analysis/publications/）