作为固着生活的生物，植物必须适应并响应其不断变化的环境。近年来，了解根系如何调节高温已引起科学家的广泛关注。
马丁·路德大学哈勒-维滕贝格大学的植物生物学家、该研究的作者 Marcel Quint 在一份声明中表示，生物学家曾认为植物幼苗控制着植物体内的温度，并充当信号向根系发出信号以改变其生长。
现在，植物生物学家发现在一篇发表于《EMBO Journal》的最新研究中，根系也可以在没有植物茎叶帮助的情况下测量热量来帮助调节温度。这一发现为研究人员在气候变暖的星球上培育更多抗旱植物提供了见解。
热胁迫与植物生长
此前，研究人员已经研究了植物如何通过各种应对策略来响应温度。一种作为对高温反应促进植物器官生长的生长适应称为热形态建成。这种方法通过散热帮助植物降温。
虽然植物可以适应更温暖的温度，但更高的环境温度仍然会对植物的生长和发育产生负面影响。在严重的热胁迫下，植物可能会失去叶子、花蕾和花朵，因为较低的叶片数量会减少通过气孔、茎和其他植物部分的失水。
为了监测这项最新研究中的植物生长，研究小组使用了气候室来模拟不断升高的环境温度。研究人员将温度从 60 华氏度（约 15.6 摄氏度）升高到 82.4 华氏度（约 28 摄氏度），并使用了三种不同类型的植物：拟南芥（Arabidopsis thaliana）、卷心菜（Brassica oleracea）和番茄（Solanum lycop）。
在一项实验中，研究小组切除了植物的茎叶，但仍允许根系生长。“我们发现，根系不受影响，在升高的温度下生长，与完整茎叶的植物相同。较高的温度刺激了细胞分裂，根系变得明显更长，” Quint 说道。
研究小组发现，在茎叶经过改良、无法对热量做出反应的植物中，根系仍然能够感知并对热刺激做出反应。当温度升高时，科学家们推测植物会通过促进更多的根系生长来做出反应，以便根系能够深入土壤寻找水源。根系对不同温度的反应证实了根系可以独立感知热量，无需植物其他部位的帮助。
植物激素
对植物而言，根系是至关重要的器官。它们吸收水分、养分，响应周围环境，并能感知光线以成功适应和生长。植物利用称为生长素和细胞分裂素等激素来控制其根的长度、根的方向和发育。
在实验过程中，研究小组发现根系中的植物生长激素生长素水平有所增加。一旦生长素到达根系，它就会刺激细胞分裂，使根系能够深入土壤以冷却。
Quint 说：“由于高温和干旱通常同时发生，植物深入更冷、含水的土壤层是有道理的。”
植物茎叶对热量的反应与根系类似。当茎叶检测到高温时，细胞也会产生更多的生长素，以信号传递给植物的茎，使其长得更高，叶子变得更小、更分散，有些植物甚至会改变颜色。通过了解植物对热胁迫的反应，研究人员可能会找到应对气候变化背景下培育抗旱作物的关键。
Quint 说：“鉴于气候变化，根系生长在育种中的重要性日益增加。了解对温度敏感的根系生长的分子基础可能有助于有效应对干旱胁迫，并实现长期的稳定产量。” Quint 的团队计划在未来几年继续观察根系行为的变化。
阅读更多： 应对气候变化的 5 个最异想天开的想法
