根對獲取水和養(yǎng)分，固著于地面以及與土壤中的微生物相互作用和交流至關(guān)重要。較長的根使植物能夠到達(dá)更深，更潮濕的土壤層，例如在干旱期間。根部較淺且根毛多的根有利于吸收磷，因?yàn)榱字饕嬖谟谏蠈油寥乐小?/p>

魏恩史蒂芬TUM生命科學(xué)學(xué)院植物遺傳學(xué)教授Caroline Gutjahr和她的團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)了影響植物根系生長的新激素相互作用。

為什么有些植物的根長毛而另一些的根短

Caroline Gutjahr說：“我們發(fā)現(xiàn)SMAX1蛋白可作為乙烯生產(chǎn)的分子斷裂。” 乙烯是一種植物激素，被認(rèn)為可以觸發(fā)或加速許多水果和蔬菜的成熟，但它也可以觸發(fā)植物中的其他過程。如果植物產(chǎn)生的氣體激素較少，則刺激植物生長長根和短根毛。

抑制因子“ SMAX1”可以通過激活所謂的karrikin信號通路來去除，該信號通路是由另一種激素觸發(fā)的。這會開啟乙烯的生產(chǎn)，導(dǎo)致短的初生根和細(xì)長的根毛。

這是科學(xué)家第一次成功地識別和理解由karrikin信號傳導(dǎo)途徑開啟的分子過程，并展示了一種分子機(jī)制，該信號傳導(dǎo)途徑可調(diào)節(jié)植物的發(fā)育過程。

根部較淺且根毛多的根有利于吸收磷，因?yàn)榱字饕嬖谟谏蠈油寥乐小D片來源：Kartikye Varshney / TUM

植物多樣性也反映在分子機(jī)制中

“令人驚訝的是，這種機(jī)制對我們進(jìn)行研究的豆類，豌豆，扁豆和小扁豆的典范植物豆科植物蓮has的根產(chǎn)生了重大影響，”古塔爾說。

相比之下，研究小組觀察到與甘藍(lán)植物有關(guān)的另一種模式植物擬南芥或擬南芥的根中的影響要弱得多。

研究人員總結(jié)說：“這表明植物的多樣性不僅反映在植物的外觀上，還反映在其分子觸發(fā)因素對生長的影響上。”

改善根系生長與植物育種的相關(guān)性

這位科學(xué)家解釋說：“如果我們更精確地了解在分子水平上如何調(diào)節(jié)根系的生長并與環(huán)境刺激相協(xié)調(diào)，那么我們就能種植出能夠更好地應(yīng)對不利環(huán)境條件并因此即使在壓力下也能獲得產(chǎn)量的作物。”

這就是為什么她的研究小組現(xiàn)在正在研究已確定的激素信號傳導(dǎo)途徑(karrikin和乙烯信號傳導(dǎo))對不同環(huán)境條件的反應(yīng)的原因。他們希望發(fā)現(xiàn)這兩種信號傳導(dǎo)途徑如何與傳感器協(xié)同工作，從而使植物能夠感知各種環(huán)境影響，從而調(diào)節(jié)根系生長，從而有利于植物的生存和產(chǎn)量。