陕西
根系是作物从土壤中获取水分与养分的主要器官，其三维空间构型，即根系构型，决定了水分和养分获取效率及作物对逆境的适应性。水稻作为全球最重要的粮食作物之一，其根系构型的优化对于应对气候变化、推动可持续农业发展具有重要意义。
近日，Journal of Genetics and Genomics在线发表上海交通大学生命科学技术学院黄国强副教授团队题为“
Improving root-soil adaptability by modifying root system architecture in rice”的综述论文。该综述系统介绍了水稻根系构型的核心组成部分阐述了不同非生物胁迫下根系适应性构型的重要特征与关键调控通路提出构建理想根系构型的设计思路与育种策略
该综述首先概述了水稻根系的结构多样性，包括胚根、冠根及其分枝形成的两型侧根和根毛，强调它们各自在土壤锚定、水分吸收及养分获取中的分工与协作。随后，系统总结了干旱、低氮、盐碱、低磷、高温和土壤紧实等胁迫条件下，水稻根系构型的适应性变化及其调控机制。例如，OsDRO1通过调控根向地性实现深扎根，从而提高抗旱性；OsGLS1则通过调控根生长角度增强根对土壤表层养分的获取能力，特别是在低磷和盐碱条件下表现突出。此外，综述还探讨了拟南芥等模式植物根系研究对水稻根系构型改良的启示，以及多重胁迫下根系构型的可塑性及其对育种策略的指导价值。最后该综述指出，结合单细胞转录组学、基因编辑技术与机器学习辅助的根系表型建模，将有助于加速设计适应特定土壤环境和气候变化情景的理想根系构型，推动“气候智慧型”作物的培育。
不同胁迫条件下的水稻理想根系构型
A：适宜生长条件下的水稻根系；B–G：不同非生物胁迫条件下的理想根系构型与关键调控位点。对于每种胁迫类型，关键根系性状及其代表性调控因子已在每株植物示意图上方标注。CR，冠根；NR，节根；PR，初生根；L-LR，L型侧根；S-LR，S型侧根。
作者简介
上海交通大学生命科学技术学院本科生张竣翔与博士研究生熊雅丽为该综述共同第一作者，黄国强长聘教轨副教授为通讯作者。相关工作得到国家自然科学基金与上海市自然科学基金项目资助。
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