中国农业科学专题文章 | 西北农林科技大学生命科学学院张余周课题组关于小麦根系构型及抗旱性的研究进展

小麦是全球最重要的粮食作物之一，干旱是影响其生长发育最重要的非生物胁迫因子。根系作为作物获取水分和养分的重要器官，直接决定了作物对土壤水分的利用效率。近年来，越来越多的研究表明，根系构型在植物干旱胁迫响应中发挥了重要功能。

近期，西北农林科技大学生命科学学院张余周课题完成的题为“小麦根系构型及抗旱性研究进展”的综述在《中国农业科学》2024年第57卷9期正式发表。

首先概述了根向性生长，特别是根向重力性生长对植物根系结构的塑造作用，重点总结了目前挖掘到参与根系向重力性生长的相关基因及其分子调控机制，并阐述了根向性生长调控的根系构型是如何介导小麦对干旱胁迫的适应。

控制根系向性生长与根系发育两类调控基因对土壤中作物根系结构的塑造作用

除了根向性生长，根系的发育过程也参与了对植物根系构型的调控，并决定植物对干旱胁迫的适应能力，因此，该文进一步综述了在干旱胁迫条件下小麦如何通过调控根系发育来改变根系形态，包括增加根长、调控侧根数量和根毛密度等，来增强小麦对土壤水分的吸收和对干旱环境的适应；同时，系统总结了干旱胁迫条件下参与调控作物（尤其是小麦）根系发育的相关基因。

此外，根系作为植物地下部分，其构型的解析一直是本领域研究难点，阻碍了对根系结构与植物耐旱性关系的进一步解析，因此，本文也归纳了目前可用于小麦根系二维结构和三维结构表型分析的技术。这些技术可测量和分析小麦根系的长度、密度、生长方向和形态等参数，为深入理解根系构型与小麦抗旱性关系提供技术支撑。

已鉴定到的小麦根向重力性生长或根系发育相关调控基因决定的小麦根系结构

最后，展望了改良根系结构在小麦抗旱育种中的应用前景，并对如何挖掘更多潜在的小麦根系构型调控基因，及解析相关基因的调控机理进行了讨论。

利用全基因组性状关联分析挖掘调控根系结构并参与小麦抗旱性候选基因及解析相关调控机制的策略

综上所述，小麦根系结构与小麦抗旱性关系密切，随着测序和分析技术的不断发展，以及小麦根系结构调控机制研究的不断深入，为未来培育抗旱小麦新品种提供了新的手段和策略。

该研究获得西北农林科技大学引进人才科研启动基金的资助。

论文链接：

《小麦根系构型及抗旱性研究进展》

引用本文：

张余周, 王一钊, 高茹茜, 刘逸凡. 小麦根系构型及抗旱性研究进展[J]. 中国农业科学, 2024, 57(9): 1633-1645. 

ZHANG YuZhou, WANG YiZhao, GAO RuXi, LIU YiFan. Research Progress on Root System Architecture and Drought Resistance in Wheat[J]. Scientia Agricultura Sinica, 2024, 57(9): 1633-1645.