植物根如何穿透压实土壤 ^{CEFR B2}

土壤压实是农业的一项日益严重的问题，重型车辆和农用机械将土壤压得致密，再加上与气候变化相关的干旱，作物根系更难以在土壤中生长。研究团队在Nature上发表的研究解释了植物根如何通过改变结构来穿透被压实的土壤。

研究表明，根在推进致密材料时采用了一个简单的工程学原理来抵抗弯曲失稳。根会膨胀并加固其外层，使其像一个生物楔子，从而更容易向下穿透。研究者识别出了导致这种结构改变的细胞和分子步骤，并发现提高一种特定蛋白质（即一个转录因子）的水平可以增强根的穿透力。诺丁汉大学副教授Bipin Pandey解释说，管子的直径越大、外壁越强，推入致密材料时越能抵抗弯曲失稳；哥本哈根大学教授Staffan Persson指出，理解这一调节过程后，可能让根系更有效地应对压实土壤。

这一机制的主要证据来自水稻实验，但在拟南芥中也发现了部分成分，说明该原理具有较广泛的适用性。研究团队还发现了许多额外的转录因子，它们似乎调控纤维素的产生，从而可能影响植物形态和细胞壁结构；Persson称这些发现“对细胞壁生物学来说是一个金矿”。研究人员表示，这些结果有助于培育更适合在机械或干旱压实的土壤中生长的作物，从而支持可持续农业。

参与单位包括Shanghai Jiao Tong University, The University of Nottingham, Universidad Argentina de la Empresa, The National Institute of Advanced Industrial Science and Technology, Zhejiang University, Duke University, Ludwig Maximilian University和The University of Copenhagen。