研究植物構型性狀的生長節律對于更好地了解植物對于環境變化的響應很重要，地面激光雷達掃描(TLS)是一種非常適合在野外條件下研究植物構型節律變化的工具，近年來的研究利用TLS來研究樹木的構型節律，但尚未給出統一的模式，本研究旨在TLS時間序列中探索植株和葉片層面上玉米構型性狀的季節和晝夜節律，利用TLS數據研究了拔節期、喇叭口期、抽穗期和成熟期4個關鍵生育期的季節節律，在標準和冷脅迫條件下，利用全天每2小時采集的TLS數據研究晝夜節律。


研究區域和激光雷達數據收集。(a)可搭載激光雷達的田間表型龍門系統。(b)在種植后67、78、98和112天采集4個關鍵時段(D67、D78、D98和D112)的激光雷達數據。(c)從一次日落到下一次日落，一整天大約每兩小時收集一次激光雷達數據的例子。

研究發現：(1)拔節期和喇叭口期葉片傾角明顯減小，拔節期后葉片方位角穩定。(2)一些個體水平的構型節律（例如，方位角和投影葉面積（PLA））與葉級構型節律一致。(3)在標準和低溫脅迫條件下，某些性狀（如PLA）的晝夜節律不一致。(4)低溫脅迫下環境因子與葉片性狀的相關性優于標準條件，除葉方位角外，溫度是與所有葉性狀顯著相關的最重要因素。


處理收集的雷達數據和環境數據以進行表型性狀提取和構型性狀節律分析的方案。 PAR、PLA、PAI、3DPI、PLL 和 PLA 分別代表光合有效輻射、投影葉面積、植物面積指數、三維剖面指數、投影葉長和投影葉面積。

結果表明，TLS可以量化植物和葉片構型性狀的季節和晝夜節律，強調了時間序列TLS在研究室外農業時間生物學方面的潛力。

來源：Plant Phenomics.Exploring Seasonal and Circadian Rhythms inStructural Traits of Field Maize from LiDAR Time Series.Shichao Jin ,Yanjun Su,Yongguang Zhang ,Shilin Song ,Qing Li,Zhonghua Liu ,Qin Ma ,Yan Ge ,LingLi Liu,Yanfeng Ding, Frédéric Baret ,and Qinghua Guo
https://doi.org/10.34133/2021/9895241