Fu L, Sun L, Han H, et al. How trees allocate carbon for optimal growth: insight from a game-theoretic model. Briefings in Bioinformatics, 2017, DOI: 10.1093/bib/bbx003.
树木如何将光合产物分配到初级高度生长和次级径向生长反映了它们最佳使用环境资源的能力。尽管通过实证和理论建模来探索树木高度 - 直径关系做了大量努力，但我们对支配这种现象的生物机制的理解仍然有限。通过将茎木质生物质生产视为顶生和侧生长成分的生态系统，我们实施博弈理论来模拟和辨别这两个组分如何相互合作或竞争资源来确定树干的大小。由此得出的异构博弈理论进一步嵌入在遗传图谱和关联范例中，从而使介导茎木生长的碳分配的基因位点能够在整个基因组中进行表征和映射。通过分析杨树的多年生季节茎高和直径生长的测绘数据验证了异速生长博弈理论。发现几个关键的数量性状位点通过调节茎尖和侧生长的生态相互作用来解释茎木生长的过程和模式。异构计量博弈理论的应用可以预测合作，竞争或利他主义是树的最佳决策，以充分利用其拥有的环境资源。
木材生物量形成是一个动态过程，涉及从茎尖分生组织[1]和来自维管形成层的次生径向生长[2]相互作用的原生高度生长。高度和径向增长之间的关系被认为是树木如何适应环境的生态和进化的后果[3]。在自然界中，树高与光捕获高度相关[4]，而茎周长决定了机械支持[5,6]和水输送效率[7]。高度随直径变化的模式反映了特定环境中生长与生存之间的平衡[8,9]。许多形式的数学方程式已经从工程和生物学设计原理中推导出来，用来描述茎高和直径的异速关系[10,11]。这些方程已被广泛应用于研究林木适应各种环境条件的结构特征[12〜5]，并预测可采茎和碳储量的产量。其他研究还显示高度直径异速与木材结构的关系，例如，木质素和纤维素含量[16-8]。
传统的异速生长描述只能评估一个性状作为另一个性状的整体变化，但不能提供洞察高度增长如何影响直径增长的内在机制，反之亦然。作为一个因果和顺序的过程，分配资源来阻止顶端和侧面分生组织很大程度上取决于生长条件，如间距，生物力学因素，部位质量和年龄[15,19,20]。同样清楚的是，茎高和直径生长的因果关系由遗传因素决定[21,22]。已经发现关键的遗传机制驱动碳向顶端和侧向生长的分配;例如，调节茎尖分生细胞的几种基因或蛋白质也参与维管形成层的木质生长[23,24]。详细了解茎高度和直径如何相互作用以确定木本生物量生产以及该过程如何受基因控制，这是一项及时而必要的任务，旨在改进我们对树木生理生态学在气候变化基础过程中的认识。
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