本報訊（記者 任朝霞）上海交通大學生命科學技術(shù)學院張大兵和梁婉琪教授團隊聯(lián)合丹麥哥本哈根大學教授團隊、英國諾丁漢大學教授團隊最新研究成果，首次揭示了植物根系利用工程學原理適應板結(jié)土壤：通過主動響應積累的乙烯，精細調(diào)控細胞壁厚度，從而促進根系增粗，提高穿透能力以適應土壤板結(jié)。相關研究成果日前發(fā)表在《自然》雜志上。

　　現(xiàn)代農(nóng)業(yè)中，土壤板結(jié)已成為全球性問題。統(tǒng)計結(jié)果顯示，土壤板結(jié)疊加干旱脅迫導致的減產(chǎn)可高達75%。因此，需要人工培育根系穿透能力強的作物品種來“協(xié)助”植物突圍板結(jié)土壤，保證糧食產(chǎn)量。

　　纖維素是植物細胞壁的“鋼筋”，通常被認為越多越強壯。該研究團隊的發(fā)現(xiàn)卻顛覆了這一認知：當用低濃度纖維素合成抑制劑處理水稻時，根系在板結(jié)土壤中的穿透能力不降反升。為了驗證這一反?，F(xiàn)象，團隊利用基因編輯技術(shù)敲除了纖維素合成酶基因OsCESA6，獲得cesa6突變體。CT成像顯示，cesa6突變體在板結(jié)土壤中比正常水稻穿透力更強，且這種“超能力”僅在板結(jié)條件下顯現(xiàn)。這揭示了纖維素合成的精密調(diào)控是影響植物根穿透板結(jié)土壤的關鍵因素。

　　研究團隊首次揭示了水稻根系應對板結(jié)土壤的精妙策略——“厚表皮—薄皮層”模型。育種家可以像工程師設計建筑那樣，精準調(diào)控不同細胞層的細胞壁特性，培育出具有最優(yōu)土壤穿透能力的根系，從而緩解農(nóng)業(yè)機械化帶來的土壤板結(jié)問題，更好地應對氣候變化導致的土壤退化挑戰(zhàn)。

《中國教育報》2025年12月08日 第04版