打破根系生长的分子

根对获取水和养分，固着于地面以及与土壤中的微生物相互作用和交流至关重要。较长的根使植物能够到达更深，更潮湿的土壤层，例如在干旱期间。根部较浅且根毛多的根有利于吸收磷，因为磷主要存在于上层土壤中。

魏恩史蒂芬TUM生命科学学院植物遗传学教授Caroline Gutjahr和她的团队发现了影响植物根系生长的新激素相互作用。

为什么有些植物的根长毛而另一些的根短

Caroline Gutjahr说：“我们发现SMAX1蛋白可作为乙烯生产的分子断裂。” 乙烯是一种植物激素，被认为可以触发或加速许多水果和蔬菜的成熟，但它也可以触发植物中的其他过程。如果植物产生的气体激素较少，则刺激植物生长长根和短根毛。

抑制因子“ SMAX1”可以通过激活所谓的karrikin信号通路来去除，该信号通路是由另一种激素触发的。这会开启乙烯的生产，导致短的初生根和细长的根毛。

这是科学家第一次成功地识别和理解由karrikin信号传导途径开启的分子过程，并展示了一种分子机制，该信号传导途径可调节植物的发育过程。

根部较浅且根毛多的根有利于吸收磷，因为磷主要存在于上层土壤中。图片来源：Kartikye Varshney / TUM

植物多样性也反映在分子机制中

“令人惊讶的是，这种机制对我们进行研究的豆类，豌豆，扁豆和小扁豆的典范植物豆科植物莲has的根产生了重大影响，”古塔尔说。

相比之下，研究小组观察到与甘蓝植物有关的另一种模式植物拟南芥或拟南芥的根中的影响要弱得多。

研究人员总结说：“这表明植物的多样性不仅反映在植物的外观上，还反映在其分子触发因素对生长的影响上。”

改善根系生长与植物育种的相关性

这位科学家解释说：“如果我们更精确地了解在分子水平上如何调节根系的生长并与环境刺激相协调，那么我们就能种植出能够更好地应对不利环境条件并因此即使在压力下也能获得产量的作物。”

这就是为什么她的研究小组现在正在研究已确定的激素信号传导途径(karrikin和乙烯信号传导)对不同环境条件的反应的原因。他们希望发现这两种信号传导途径如何与传感器协同工作，从而使植物能够感知各种环境影响，从而调节根系生长，从而有利于植物的生存和产量。