植物根感覺土壤水和分支朝向它
在實(shí)驗(yàn)室中種植的大多數(shù)植物都是在凝膠狀培養(yǎng)基上培養(yǎng),而不是土壤。雖然營養(yǎng)豐富,但這種均質(zhì)培養(yǎng)基通常是土壤的不良替代品,水分和養(yǎng)分分布不均勻。但是新的研究表明,植物能夠感知土壤微環(huán)境中的水分可用性差異,并根據(jù)它們調(diào)整根系生長。
包括諾丁漢大學(xué)和沙特國王大學(xué)的Malcolm Bennett在內(nèi)的研究小組指出,根系始終分支到生長介質(zhì)而不是直接進(jìn)入空氣中。然而,當(dāng)PNAS1發(fā)表的研究結(jié)果表明,當(dāng)根系長入培養(yǎng)基而不是沿著其表面時(shí),它們會(huì)在其周圍均勻分布。
利用X射線微尺度計(jì)算機(jī)斷層掃描,研究小組觀察到玉米根系在土壤中生長,并發(fā)現(xiàn)根部周圍的水袋均勻分支。然而,在一側(cè)與氣孔相鄰的根僅從與濕土接觸的一側(cè)分支。
根分支的方向不是通過與土壤的物理接觸來確定的,而是通過水的可用性的差異來確定的。這些差異導(dǎo)致植物激素生長素的合成,信號(hào)傳導(dǎo)和轉(zhuǎn)運(yùn)的局部變化,其在起始根分枝中起重要作用。
“我們發(fā)現(xiàn)植物根部可以感知其直徑上水的可用性差異很小,”Bennet說。“確定控制這一過程的基因和信號(hào)將為改善作物中的水和養(yǎng)分覓食開辟新的可能性。”
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