Science：植物根部在“青春期”改变生长模式

　　

了解根是如何生长的可以帮助我们培育出更耐旱的植物。Bert De Rybel教授的研究小组（VIB- ugent）与VIB筛选核心和根特大学合作，揭示了根系如何经历青春期，这可能对发展气候适应性农业具有重要意义。他们的研究发表在《科学》杂志上。

植物青春期

植物，像所有的生物一样，经历了不同的发育阶段，从种子开始，变成嫩芽，最后长成一株成熟的、肥沃的植物。它们甚至会经历一种“青春期”，在此期间幼芽会改变其生长模式，这对生存和适应环境至关重要。通过改变细胞分裂的方向，植物的宽度可以大于高度，反之亦然。

但是在地下发生了什么呢？根部也会经历青春期吗？

在生长的第一周和第三周之间，根经历了很多变化。Bert De Rybel教授（VIB- ugent植物系统生物学中心）和VIB筛选核心团队的研究人员与根特大学化学系一起，现在提供了“根青春期（root puberty）”的分子细节。他们的发现强调了SQUAMOSA启动子BINDING-LIKE 13 （SPL13）在调节定向细胞分裂中的关键作用，这是根正常生长和形态的必要过程。

De Rybel教授说：“我们的研究为在这个关键阶段发生在根部的年龄依赖性变化提供了分子见解。”“我们发现spll转录因子的基因表达的变化，特别是SPL13，通过调节细胞分裂的方向，对这种转变至关重要。”

增长的复杂性

SPL13活性导致的转变以根系形态和分子特征的明显变化为特征，这对植物的整体发育至关重要。

VIB筛选核心的负责人Dominique Audenaert博士解释说：“我们提供了先进的基于显微镜的筛选技术，可以筛选细胞培养中改变细胞分裂方向的分子。通过评估鉴定化合物的作用模式，我们可以证明改变细胞中SPL13的产生可以使根系生长得更陡、更深。”

改变SPL13的表达水平甚至可以让科学家加速或减缓根系衰老。

“我们的研究，”De Rybel教授解释说，“不仅提出了一个以前未知的植物发育的基本机制，而且还为提高作物产量和植物在不断变化的环境条件下的适应能力开辟了新的途径。”

随着全球人口的持续增长，优化植物生长和发育将对粮食安全至关重要。SPL转录因子在植物生物学中的重要性突出了它们通过改变根系生长模式在农业中的潜在应用，例如，这可能使作物更能适应干旱。

通过揭示以前隐藏的根系发育的复杂性，本研究也确定了当前植物研究的空白。大多数研究使用的是一个星期前的根样本，但现在很清楚，根在形态和基因表达方面经历了重大变化，这意味着我们在实验室条件下观察根生长的方式将不得不重新考虑。