последние годы сформировался новый раздел физиологии растений – феномика растений, который фокусируется на выявлении закономерностей организации и изменения растительных феномов, т.е. физических и биохимических характеристик, рассматриваемых как совокупность фенотипов растительного организма. Феномика – постгеномная дисциплина, активно использующая достижения геномной эры и биоинформатики. Она дополняет их стандартизированным и статистически значимым фактологическим материалом о фенотипах с высокой степенью детализации. Техника получения и анализа информации о фенотипах в феномике получила название фенотипирование. Широкое распространение получило высокопроизводительное фенотипирование, обеспечивающее цифровой автоматизированный анализ больших выборок данных. Наметившийся в последние годы прогресс в высокопроизводительном фенотипировании связан с развитием систем регистрации изображений в различных областях спектра, подходов культивирования растительных объектов в стандартизированных условиях, сенсорных технологий, робототехники, а также методов обработки и анализа данных, таких как компьютерное зрение и машинное обучение (искусственные нейронные сети). Феномные технологии имеют высокую информативность анализа, превосходя возможности человека, проводя измерения в гиперспектральном диапазоне, используя X-ray-томографию, сверхточные “термальные” имиджи, а также ряд других низкоинвазивных и прецизионных подходов. Получаемые с использованием феномных технологий массивы данных регистрируются и обрабатываются автоматически и лишены проблемы субъективной оценки и неадекватной статистической обработки. Предполагается, что фенотипирование может стать методологией, которая позволит создать цифровые модели процессов жизнедеятельности и “формирования” продуктивности растений на организменном уровне в связи с динамикой транскриптомов, протеомов и метаболомов. Феномика помогает исследователям трансформировать большое количество информации, получаемой от современных датчиков и сенсоров, в новые знания с помощью компьютерной обработки данных и моделирования, сокращая расстояние от фундаментальной науки до практического применения результатов в растениеводстве и селекции. Фенотипирование активно развивается как в лабораторных и в тепличных условиях, так и на открытых сельскохозяйственных площадках, лесных массивах и в реальных природных фитоценозах. В обзоре анализируется текущее состояние феномики растений с фокусом на технические аспекты, в частности, устройство аппаратно-программных комплексов фенотипирования – т.е. феномных платформ, а также на использование нейронных сетей в фенотипировании растительных организмов.
Original languageRussian
Pages (from-to)227-245
Number of pages19
JournalФИЗИОЛОГИЯ РАСТЕНИЙ
Volume67
Issue number3
DOIs
StatePublished - Apr 2020

    Scopus subject areas

  • Agricultural and Biological Sciences(all)

ID: 52582536