林木表型组学是研究林木表型的一门新兴的生物学学科。表型组是指某一生物的全部性状特征。表型组学是一门在基因水平上系统研究某一生物或细胞在各种不同环境条件下所有表型的学科。这一学科强调基因、时间和环境因素之间的互动，并且关注表型的多维度和多样性。

　　林木表型组学，就是研究树木的所有外在特征的学科。就像人有不同的身高、发色，树木也有不同的高度、枝条形状等特征。这个学科通过观察树木在不同环境下的这些特征，来理解它们是怎样生长、如何适应环境的。例如，研究一棵松树在干旱和湿润环境下，冠层和树形是如何变化的，这对于选择更适合特定环境的品种、提高林木的生长质量都很有帮助。简单来说，林木表型组学就像是研究树木的“体检报告”，能帮助我们更好地了解和利用森林资源。

　　技术革新将林业带入“精准”行业

　　随着林草大数据等领域技术革新，未来林业聚焦三大热点方向，其中新一代林木育种技术研究和“智慧林业”应用研究，这两大方向都离不开表型组学的应用。中国林科院亚热带林业研究所近年来持续推动新兴学科发展，在“十四五”规划中，将智慧林业发展列为四大重点工程之一，其中表型组学扮演着关键角色。

　　近日，亚林所林木种质资源研究团队利用高通量遥感无人机，精准估算了湿地松育种群体单株树高、林冠面积及其叶绿素含量，为林木育种培育领域大树生长和生理性状测定提供了机器换人、高效规范的解决方案。研究成果发表在现代农业核心技术领域国际期刊《精准农业》上，这标志着林业也进入“精准”行业。

　　林木种质资源研究团队负责人栾启福研究员说，团队长期从事亚热带主要用材和生态树种资源收集、评价及其新种质创建和良种的推广工作，几十年来营建试验示范林近万亩。种质调查和评价是最核心的工作，也是最棘手的工作，特别是大量树高10—20米、漫山遍野的湿地松等重要工业原料试验示范林的生长生理评价长期滞后，影响到各项试验研究、良种选育的进程。团队研发了基于无人机的湿地松生长生理评价技术，为解决这个问题提供了新的途径。

　　林木表型组学发展加快林木育种进程

　　为提升数据处理的效率和精确度，亚林所林木种质资源研究团队开发了如林木光谱提取工具(ExtSpecR)和新抽梢智能计算工具(CountShoots)等软件。通过改进的轻量级实时目标检测(YOLOX)模型和湿地松抽梢计数网络(SPSC-net)模型，突破了单树形态及光谱数据提取的技术难题，为林木育种效率的提升和表型—基因型关联分析提供了有力的工具。这些研究成果不仅在《植物表型组学》等表型组学领域的主流期刊上发表了多篇SCI论文，还受到了国内外专家的广泛关注和肯定。

　　团队成员李彦杰副研究员表示，植物表型组学在农业领域已经显示出显著的应用价值。目前，多种室内外表型平台已经在农业中得到广泛应用。这些平台显著提高了作物表型特征的测量效率和准确度，为理解植物对特定环境的适应机制提供了重要的研究工具。然而，专门用于林木的室内外表型平台，尤其是服务于林木遗传育种的平台相对较少。林木表型组学是一个充满潜力的领域，是加快林木育种进程、缩短育种周期的强大工具，团队在这些前沿科技上的探索和突破充分体现了团队在林木表型组学领域的领先地位和创新能力。

　　交叉融合推动数字化林业转型升级

　　亚林所自1964年成立以来，一直致力于生态保护、森林资源培育和经济林领域的科学研究。在过去的60年里，亚林所在传统林业育种和林木资源管理方面取得了显著的成效。随着科技不断发展，亚林所正积极推进高新技术与林业研究的深度融合，尤其在表型组学领域，以促进林业数字化转型升级。

　　近日，随着亚林所建所60周年系列学术活动之  “聚焦林木表型组学，共话智慧林业发展”首届林木表型组学前沿论坛的举办，亚林所在推动林业科技创新和智慧林业管理方面迈出了重要一步。论坛上，来自国内多所科研院校的专家学者交流了林木三维表型技术、气候变化下的林木表型研究、高光谱遥感检测、林木病害监测等多个领域的最新研究成果，探讨了林木经营管理与信息技术的新理论和方法，为林业行业的数字化转型提供了新思路和动力。

　　未来，亚林所林木种质资源研究团队将继续聚焦智慧林业学科发展，特别是林木表型组学领域。深化林木种质资源研究，通过集成遗传学、生态学和信息科学等多学科技术，提升林木表型特征的测量和分析能力。同时，致力于开发智能化林业管理系统，加快林业数字化转型的步伐。在生态保护、森林资源培育和经济林等领域开展更多应用基础研究，为国内林业产业的可持续发展和创新提供科学支持。

　　(中国绿色时报 作者 李彦杰 杨莹莹 2024.02.26 4版)