塑造根系结构:基于全体生物群的根系性状表型研究


发布时间:

2024-12-30

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根系是植物的重要组成部分,对地上部分的生长和发育具有重要影响。根系性状决定了植物水分利用效率(WUE)和养分利用效率(NUE)等关键特性。此外,根系是响应多种内外部信号合成某些代谢物的场所,这些代谢物会影响植物与微生物的相互作用。最新研究强调了有益微生物在塑造根系表型和功能中的关键作用。根系特异性内共生菌(内生菌)通过改善水分吸收、养分获取和植物激素生产能力,可以调控根系结构(RSA)和根系活性,从而促进作物的生长、发育和生产力。研究表明,内生菌介导的根系性状激活可以增强宿主植物对非生物胁迫的抗逆性。本综述探讨了与根系结构相关的研究发现,以及宿主与内生菌基因组(全基因组)在根系性状激活中的重要性。通过探索根系性状特异性内生菌,并结合高通量表型技术评估全基因组组合,为传统育种方法及其他用于作物改良的生物技术手段提供了一种生态友好的替代方案。

 

图1 基于全基因组方法改良根系结构(RSA)及表型分析潜在益处的示意图。 a.内生菌在增强根系结构(RSA)中的可能作用及其与资源利用效率相关的潜在益处;b.在不同根系培养基(RM)下,通过高通量表型分析平台进行表型研究,并结合特定土壤条件下的田间评估(注:RM1、RM2、RM3、RM4 和 RM5 表示模拟不同土壤类型的根系培养基)。

 

来 源

Dhanyalakshmi K H, Pawar R K, Aishwarya G, et al. Shaping root system architecture: holobiont-based phenotyping for root traits[J]. Plant Physiology Reports, 2024: 1-10.

https://doi.org/10.1007/s40502-024-00828-x

 

编辑

王永贤

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