中科院团队揭示植物根系形态变化机制，为作物改良提供新思路

中科院团队揭示植物根系形态变化机制，为作物改良提供新思路

中国科学院遗传与发育生物学研究所杨宝军团队与荷兰根特大学Bert De Rybel研究组合作，在植物根系研究领域取得重大突破。该研究揭示了植物根系形态的时空变化机制，为农作物的遗传改良提供了新的理论基础和应用前景。相关研究成果发表在国际权威期刊《科学》杂志上。

植物根系不仅是植物吸收水分和养分的重要器官，还对土壤结构、微生物群落以及整个生态系统的健康有着至关重要的影响。根系分泌物可以调节土壤养分循环，影响微生物活性，甚至改变土壤结构。因此，深入理解根系的生长机制对于农业生产具有重要意义。

研究团队采用化学遗传学策略，建立了一套显示细胞分裂方向变化的形态学筛选系统。通过结合双色标记植物BY2细胞及高通量荧光共聚焦快速筛选策略，研究团队对超过15000个化合物进行细胞成像筛选，最终获得了可以控制细胞分裂方向变化的化合物coral7。

进一步研究发现，化合物coral7通过影响转录因子SPL13的表达来调控细胞分裂方向。当SPL13在植物中过量表达时，可以明显改变根系形态，导致根分生区变粗。这一发现揭示了SPL类转录因子在控制根系形态特征和时空变化中的重要作用。

这一发现不仅有助于深入理解植物根系的生长机理，还为农作物的遗传改良提供了新的思路和方法。通过调控SPL13基因的表达，未来有望培育出根系结构更优、养分吸收效率更高的作物品种，从而提高农业生产效率。

中国科学院遗传与发育生物学研究所杨宝军研究员表示，这一研究结果为实现根系遗传改良和重塑提供了关键位点，具有重要的理论价值和应用前景。该研究得到了国家自然科学基金等项目的资助。