Science l 根系分枝的影响因素

影响因子：IF=56.9

文献摘要：

植物根系在含有水分的土壤中最为有效。水分在整个土壤中的分布不均匀，干分支反应抑制了侧根的形成，从而保证了根系的分布也不均匀。在潮湿的条件下，水分从根表面流入韧皮部，但在干燥的地方，水分从韧皮部流出，进入根组织。这种逆流携带韧皮部来源的激素脱落酸，关闭细胞间孔，阻断激素生长素启动侧根发育的能力。植物根系在分枝方式上表现出可塑性，能够有效地寻找土壤水分等非均匀分布的资源。当根失去与水的接触时，干分枝反应抑制侧根的形成。本研究表明，干分支是由韧皮部来源的激素脱落酸的径向运动调节，这破坏细胞间通过胞间连丝内外层之间的通讯。这些细胞间孔的关闭破坏了激素信号生长素的向内运动，阻断了侧根分支。一旦根尖重新接触水分，脱落酸的反应迅速减弱。本研究揭示了根系如何通过水力通量的变化和激素的动态再分配来适应不均匀的土壤水分条件。

诺丁汉大学,生命科学学院的Poonam Mehra 团队研究了根系分枝的影响因素。当向下生长的根尖与潮湿的土壤失去接触（例如，在空气间隙中）时，它们的反应是停止水平分支的侧根发育，直到根尖与水分重新建立接触。抑制土壤中空气间隙中的根分枝被称为干分枝。

Plant roots exhibit plasticity in their branching patterns to forage efficiently for heterogeneously distributed resources, such as soil water. The xerobranching response represses lateral root formation when roots lose contact with water. Here, we show that xerobranching is regulated by radial movement of the phloem-derived hormone abscisic acid, which disrupts intercellular communication between inner and outer cell layers through plasmodesmata. Closure of these intercellular pores disrupts the inward movement of the hormone signal auxin, blocking lateral root branching. Once root tips regain contact with moisture, the abscisic acid response rapidly attenuates. Our study reveals how roots adapt their branching pattern to heterogeneous soil water conditions by linking changes in hydraulic flux with dynamic hormone redistribution.

结果与讨论：

    此项研究发现由于根皮层细胞伸长的 ABA 依赖性不对称性，当根向有效水分梯度生长时，就会发生向水性。它不同于干分支，因为它需要 ABA 信号在皮层，而不是在表皮或内胚层细胞层，是一个独立于生长素的过程。因此，尽管 ABA 介

澳作公司提供的RhizoScope 根系生态观测实验系统可以协助完成对根系分布的监测，对侧根和根尖生长发育的动态监测，对根系生长方向的检测，观察植物根系在分枝方式上的可塑性等。

在此项研究中，主要以根系的生长发育过程作为直观的研究指标。RhizoScope 根系生态观测实验系统可以契合以上研究中的根系发展过程。RhizoScope根系生态观测实验系统用于研究原状土壤条件下，根的垂直及水平方向的动态生长过程，同步、同点观测的土壤水力学参数及土壤溶质变化，为根际环境因子与根系生态的交互作用、根际动物行为研究等提供了基础数据。

    除本项研究所涉及的研究指标外,其还可完成其他常用研究指标的监测:

1. 提供大田生长环境

    2.控制实验条件下观测根的生长

1）土壤水分控制

2）地下水位控制

3）根际养分控制

3. 根系垂直&水平生长同步观测

4. 根际动物行为观测

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