在作物功能基因組學、數字育種與智慧栽培等的需求牽引下，作物表型組學近年來發展迅速。然而，作物表型組學技術及裝備產品的研發與應用缺乏標準規範已成為限制作物表型產業高質量發展的瓶頸問題。
2024年6月，北京市農林科學院資訊科技研究中心數字植物北京市重點實驗室聯合華中農業大學在中國工程院院刊_Engineering線上發表了題為Standard Framework Construction of Technology and Equipment for Big Data in Crop Phenomics_ 的論文。
文章首先闡釋了作物表型性狀的複雜程度決定了表型組大資料的產生和形成是一項巨大的科學系統工程（圖 1）。作物表型組大資料技術及裝備預期將成為作物科學轉型升級的新一代資訊化基礎設施。
圖 1 作物表型組大資料涵蓋內容示意圖
為梳理作物表型組大資料技術及裝備全流程，探討繪製作物表型組大資料技術及裝備產業圖譜（圖 2）。產業圖譜有助於分析和展示作物表型產業鏈資訊和關係，進而使標準體系的構建更契合作物表型產業發展的趨勢。
圖 2 作物表型組大資料技術及裝備產業圖譜
文章進一步分析了標準體系構建的必要性、現狀和目標。已有相關標準主要聚焦在資料層面，尚無法覆蓋到作物表型的全產業鏈，主要面向特定科研機構和高通量表型平臺所制定，未在科研和產業中廣泛應用。實際上，作物表型組學大資料從實驗場景的設計、表型獲取的裝置、資料採集的手段、資料處理的方法到資料應用的物件是一個環環相扣的過程，作物表型組學標準規範不能只關注於一個或幾個環節，其應該是一個面向作物表型全流程的標準體系。作物表型組大資料技術及裝備作為作物科學向資料科學轉型升級的新一代資訊化基礎設施，將與作物科學進行全方位地結合，迫切需要構建系統化標準體系，引導規範作物表型組大資料相關產業的高質量發展。
圖 3 作物表型組大資料技術及裝備標準體系構建目標示意圖
該文圍繞作物表型產業需求和特色，儘可能抽提共性程度高的內容以形成標準框架，主要包括作物表型硬體裝備研發標準、作物表型資料採集標準和作物表型資料儲存管理規範三大部分。團隊近年來圍繞多生境作物表型平臺研發、作物表型大資料獲取、多尺度作物表型解析等方面開展了大量工作，積累了豐富的經驗。在此基礎上，給出作物表型組大資料技術及裝備標準體系構建一些的細節的建議。
圖 4 作物表型組大資料技術及裝備標準體系組織結構
最後，該文探討了標準體系構建對於作物表型全流程的促進作用以及標準體系構建的評價方式，並討論了標準體系構建過程中的建議。
圖 5 標準體系構建促進作物表型全流程示意圖
論文連結：
https://doi.org/10.1016/j.eng.2024.06.001