在世界范圍內，土壤鹽漬化是一個日益嚴重的農業問題。全球已有超過6%的土地發生了鹽漬化，而在干旱或半干旱地區，土壤鹽漬化的比例甚至高達25%左右。究其原因，主要可分為自然因素和人為因素，包括由氣候變化導致的蒸發量異常增加、鹽堿水灌溉及其他不良的農業實踐等。

土壤的鹽分含量過高是最嚴重的環境脅迫之一，會導致農作物減產以及農產品品質降低。植物已進化出多種策略來感知和應對鹽分脅迫，這些應對策略涉及不同的機制，不僅會影響植物抵御鹽分的能力，還會對植物的生產力造成一定的影響。

根是植物最先感知到外界鹽分情況的器官，當根部區域附近的鹽分濃度上升時，植物的響應可分為以下兩個階段：早期出現的滲透壓脅迫會降低植物水分的吸收和利用率，而隨著離子在植物組織中的不斷積累（離子脅迫），植物的響應會越來越遲緩，進而影響到養分的吸收以及植物體內的離子穩態平衡。

根系結構(RSA)的可塑性是環境因子作用在根系發育進程中的結果，盡管側根(LR)的形成是控制根系結構的主要決定因素，脅迫信號仍會通過改變主根的生長和側根的發育來影響根系結構。在如今的育種過程中，研究者使用了許多不同的根系結構性狀，以提高作物的產量和脅迫抗性。

近日，Plant Phenomics在線發表了阿姆斯特丹大學Jacinto Gandullo等人題為Phenotyping Tomato Root Developmental Plasticity in Response to Salinity in Soil Rhizotrons的研究論文。

在該文章中，為了研究根系的結構和可塑性，作者使用了一個簡單有效且包含土壤的根系表型系統，研究了幾個番茄品種的根系結構及其對鹽分的響應(Figure 1)。結果表明，番茄苗期時的根系可塑性較高(Figure 3)；一般的根系結構在鹽分的作用下發生了很大的變化，尤其是側根在土壤中的生長位置方面：例如在鹽分積聚的土壤表面，側根的萌發受到了強烈的抑制(Figure 1(d))。此外，文章還表明幾種根系性狀與地上生長參數之間有顯著的相關性(Figure 7, 8)，凸顯了植物對離子含量和根系結構的調節在植物鹽分脅迫抗逆力中的潛在作用。

 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.

論文鏈接
https://spj.sciencemag.org/journals/plantphenomics/2021/2760532/

——推薦閱讀——
A Statistical Growth Property of Plant Root Architectures
https://spj.sciencemag.org/journals/plantphenomics/2020/2073723/
Plant Phenomics | 植物根系的統計學生長特性分析
Soybean Root System Architecture Trait Study through Genotypic, Phenotypic, and Shape-Based Clusters 
https://spj.sciencemag.org/journals/plantphenomics/2020/1925495/
Plant Phenomics | 通過對大豆根系的基因、表型及根形進行聚類分析來研究根系構型特征

About Plant Phenomics
《植物表型組學》（Plant Phenomics）是由南京農業大學和美國科學促進會（AAAS）合作創辦的英文學術期刊，于2019年1月正式上線發行，是Science合作出版的第二本期刊。采用開放獲取形式，刊載植物表型組學交叉學科熱點領域具有突破性科研進展的原創性研究論文、綜述、數據集和觀點。具體范圍涵蓋高通量表型分析的最新技術，基于圖像分析和機器學習的表型分析研究，提取表型信息的新算法，作物栽培、植物育種和農業實踐中的表型組學新應用，與植物表型相結合的分子生物學、植物生理學、統計學、作物模型和其他組學研究，表型組學相關的植物生物學等。期刊已被CABI、CNKI、DOAJ和PMC數據庫收錄。

說明：本文由《植物表型組學》編輯部負責組稿。
中文內容僅供參考，一切內容以英文原版為準。
撰稿：王棟（實習）
編輯：周燦彧（實習）、鞠笑、孔敏
審核：尹歡