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Trends in Plant Science | 对整个森林进行表型分析将有助于追踪遗传表现

来源：花匠小妙招时间：2026-02-04 01:04

表型分析是对生物体准确的物理描述，精确和定量的表型分析为农业遗传改良计划提供基础。在林木中，由于树木和森林面积大、寿命长且变异性大，所以无法以同等精度进行表型分析。本文结合遗传学和基因组学，描述了一个林业表型平台，该平台涉及整个森林的表型，最终涉及到个体树水平，从而使树木育种者能够最大限度地提高森林中的遗传增益。

本文首先分别描述了平台的组成部分，然后用一个概念性的例子(辐射松人工林)来描述表型平台的功能，包括如何使用它来模拟和识别种植林区域的基因型。

遥感

遥感是一项快速发展的技术，它将使我们能够在人工林中原位显示单个树木的表型。尽管大多数遥感数据已被用于表征基于面积的表型特征，但该方法正在进一步开发以将遥感数据与单个树木联系起来，单个树木描绘算法用于识别树木并描绘其树冠边界。

Remotely Sensed Imaging of Forests.

研究表明，利用LiDAR衍生的树冠形态指标，可以提取数据来描述单个树木，并预测不同的特征，如高度、直径、茎体积和树形。鉴于可从无人机获取的高空间分辨率数据，该平台在个体树的表型分析方面具有相当大的潜力。

地理信息系统(GIS）

地理信息系统是描述气候和其它非生物因素的数据表面，信息丰富。空间非生物数据可用于模拟生态或环境区域，这些区域是管理树木的有用工具，在林业中，可用于模拟和监测森林干扰、健康、生长、生产力和盈利能力。

协同方法

研究者提出了一种评估森林树木性能的新方法，即“林业表型平台”。森林遗传信息可以与空间气候和土壤表面、遥感地形属性和林分管理记录相结合，以在各种尺度上模拟表型表达。该建模方法通过将环境影响直接集成到建模框架中来规避缺乏环境控制的问题。该方法是对“树木遗传学”领域的改编，在人工林环境中整合了种群遗传学、空间统计和生态学。

Visualisation of the Phenotyping Platform.

本文提出了一个新的”林业表型平台”，将个体树表型、基因组学和空间非生物信息汇集在一起。这一概念是森林遗传学对人工林业领域的适应性变化。该平台旨在为林木育种和系统部署提供信息，预期效益包括提高森林生产力和增加遗传收益的传递。未来的研究将涉及使用该平台来确定人工林生产力的主要驱动因素，以及建立认知未来综合育种和部署管理系统的可能实施情况，另外一个完整的成本效益控制方案也是需要的。

论文链接：https://doi.org/10.1016/j.tplants.2018.08.005

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