高等植物是一个复杂系统，从微观蛋白质分子到宏观整个生物个体，涵盖了不同尺度的元素和结构 (Zhang et al., 2021, Science China-Life Sciences)。然而，现有的成像技术和分析方法难以揭示生命活动的全貌，需要综合运用多学科技术进行多层次、跨尺度的分析。Heidi Ledford指出将经典的形态学发育生物学研究与三维成像技术结合，可更深入地了解植物形态的产生机制，并强调了三维成像技术的发展让一个经典的学科迎来了新生，植物学的复兴即将到来 (Ledford H, 2018, Nature)。近期，北京林业大学林金星/张曦研究团队与国内多个科研团队合作，在植物种子胚胎大尺度多模态成像领域取得了重要突破。

通过开发全自动细胞三维重建与分析技术，首次建立植物器官大尺度全细胞形态特征图谱。这一创新技术不仅开创了植物细胞多维重建的方法论，也为植物组织器官的发育生物学研究提供了新的思路。同时，该研究团队运用自主开发的三维成像分析技术整合多组学分析策略，首次揭示了银杏胚胎发育的独特模式，为植物胚胎发育的研究提供了新视角。相关研究成果以封面论文发表在国际知名期刊《The Plant Cell》（一区Top期刊）和《Plant Physiology》（一区Top期刊）上，引起了广泛关注 (Hu et al., 2024, The Plant Cell; Ma et al., 2024, Plant Physiology)。这一系列研究成果全面揭示了植物多细胞网络介导的组织器官形态建成发育规律，为植物大尺度组织器官的表征分析以及进一步深入探究细胞生命活动提供了新技术与新方法。

作者简介：

林金星

林金星，北京林业大学二级教授，博士生导师，北京林业大学树木发育与基因编辑研究院院长，国家杰出青年基金获得者，中国科ky开云（中国）“百人计划”入选者，2008-2017年担任北京植物学会理事长，2015年至今担任中国电子显微学会副理事长，担任第11、12和14届全国政协委员，长期从事森林植物学的研究，以树木发育及其规模化繁育技术为研究重点，揭示了树木长寿与“平茬复幼”的分子调控机制，攻克了难生根树种扦插和移栽的技术难题，取得了显著的生态和经济效益。先后主持国家自然科学基金重点项目、国家重点研发计划项目、教育部111引智项目等科研项目，曾在PNAS, Nature Protocols, Plant Cell, Annual Review of Plant Biology, Trends in Plant Science 等知名刊物发表论文120余篇，主编专著3部，连续5年成为Elsevier发布的生物和农业领域的高被引学者。曾获得“中国青年科技奖”，“钱临照奖”，当选北京市劳动模范等。

张曦

张曦，1986年生，甘肃天水人，博士，北京林业大学生物ky开云（中国）教师，硕士研究生导师，林金星教授团队主要成员之一。担任Journal of Plant Physiology顾问编辑，Plant Methods、Plant Cell Reports、Trees-Struct Funct和电子显微学报等知名期刊审稿专家。主要从事树木细胞分子生物学、多模态跨尺度成像与分析和树木营养与规模化繁育等研究，创新提出植物多尺度网络连接基本原则，整合多尺度生物网络的理论框架与分析策略。主持科技部重大专项子课题、国家自然科学基金、北京市自然科学基金等项目。近五年在The Plant Cell、Plant Physiology、Trends in Plant Science、Science China-Life Sciences、Plant Methods、Genome Biology等期刊发表学术论文40篇，授权国家发明专利6项，参编著作1部。带领团队开展良种树木规模化繁育项目，成果入选国家林草局2021年重要推荐成果，取得了显著的生态、经济和社会效益。

胡子建

胡子建，北京林业大学博士后，2017年加入北京林业大学林金星教授团队，专注于植物细胞发育生物学研究。整合高分辨率三维成像技术与深度学习算法，分析了植物多细胞系统的形态特征和连接性质；利用三维成像和多组学分析，深入探讨了银杏胚胎发育中的独特后成熟模式。近五年以第一作者或共同第一作者身份在《The Plant Cell》、《Plant Physiology》和《Plant Methods》期刊上发表论文3篇，授权国家发明专利2项。

作者：张曦

审核：杜庆章