许卫锋教授团队在解析“生长素协同脱落酸调控根系应答土壤干旱三阶段的应答机制”方面取得新进展

责编 | 王一

根系是植物进行营养及水分吸收，固定和支持的器官，同时又直接感知并响应土壤中养分和水分的变化。根系构型及其在土壤中的生长特征与干旱条件下作物对水分的吸收密切相关。脱落酸ABA在植物应答干旱胁迫过程中具有重要作用，然而其如何调控不同干旱阶段中根系生长（尤其是主根伸长及侧根数目）仍不清晰。

近期，福建农林大学生命科学学院许卫锋教授研究组在Plant, Cell & Environment上发表了题为ABA regulation of root growth during soil drying and recovery can involve auxin response的研究论文，详细阐述了植物根系如何应对土壤持续干旱及随后的复水过程。

该研究通过比较三个连续的干旱阶段番茄野生型 （WT） 和ABA缺陷型突变体 （not） 的根系表型发现，中度干旱 （day 0 ~ day 21） 可以促使番茄主根伸长以吸收深层土壤的水分；重度干旱 （day 22 ~ day 47） 过程中，植物通过维持一定数量的侧根数、主根及总根长以存活；旱后复水 （day 48 ~ day 51） 则恢复了侧根的生长 （图1） 。

图1 在不同的干旱阶段番茄根系的生长情况

加权基因共表达网络分析 (WGCNA, Weighted correlation network analysis) 分析表明，NRP2、 NOP6、 NOC2和CPN60-2可能是参与ABA介导的根系应答干旱胁迫的核心基因 （图2） 。转录组数据显示生长素途径参与到脱落酸介导的植物根系应答干旱和复水过程， 该发现也通过药理学实验得到了证实，外源添加适宜的IAA可以部分恢复干旱条件下ABA缺陷型突变体的根系生长。

图2 基因表达模式及加权基因共表达网络分析（WGCNA）

上述结果表明，植物激素脱落酸对植物根系动态响应土壤干旱及复水过程至关重要，而生长素也参与该过程。该研究为全球气候变暖条件下 （干旱/降雨频率升高） 农作物的生产提供一定参考。

原文链接：

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1111/pce.14137