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在世界范围内，土壤盐渍化是一个日益严重的农业问题。全球已有超过6%的土地发生了盐渍化，而在干旱或半干旱地区，土壤盐渍化的比例甚至高达25%左右。究其原因，主要可分为自然因素和人为因素，包括由气候变化导致的蒸发量异常增加、盐碱水灌溉及其他不良的农业实践等。

土壤的盐分含量过高是最严重的环境胁迫之一，会导致农作物减产以及农产品品质降低。植物已进化出多种策略来感知和应对盐分胁迫，这些应对策略涉及不同的机制，不仅会影响植物抵御盐分的能力，还会对植物的生产力造成一定的影响。

根是植物最先感知到外界盐分情况的器官，当根部区域附近的盐分浓度上升时，植物的响应可分为以下两个阶段：早期出现的渗透压胁迫会降低植物水分的吸收和利用率，而随着离子在植物组织中的不断积累（离子胁迫），植物的响应会越来越迟缓，进而影响到养分的吸收以及植物体内的离子稳态平衡。

根系结构(RSA)的可塑性是环境因子作用在根系发育进程中的结果，尽管侧根(LR)的形成是控制根系结构的主要决定因素，胁迫信号仍会通过改变主根的生长和侧根的发育来影响根系结构。在如今的育种过程中，研究者使用了许多不同的根系结构性状，以提高作物的产量和胁迫抗性。

近日，Plant Phenomics在线发表了阿姆斯特丹大学Jacinto Gandullo等人题为Phenotyping Tomato Root Developmental Plasticity in Response to Salinity in Soil Rhizotrons的研究论文。

在该文章中，为了研究根系的结构和可塑性，作者使用了一个简单有效且包含土壤的根系表型系统，研究了几个番茄品种的根系结构及其对盐分的响应(Figure 1)。结果表明，番茄苗期时的根系可塑性较高(Figure 3)；一般的根系结构在盐分的作用下发生了很大的变化，尤其是侧根在土壤中的生长位置方面：例如在盐分积聚的土壤表面，侧根的萌发受到了强烈的抑制(Figure 1(d))。此外，文章还表明几种根系性状与地上生长参数之间有显著的相关性(Figure 7, 8)，凸显了植物对离子含量和根系结构的调节在植物盐分胁迫抗逆力中的潜在作用。

Figure 1: Tomato root traits and analysis.

Figure 3: Root system architecture trait analysis of five tomato cultivars under salt stress (salt) or nonstressed conditions (control).

Figure 7: Relationship betwee salt tolerance parameters and RSA traits.

Figure 8: Effect of the salinity on salt tolerance in long-term treatment of five tomato cultivars.

论文链接

http://spj.sciencemag.org/journals/plantphenomics/2021/2760532/

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