英国科学家在植物根系研究领域取得重大突破，发现植物根部存在一种快速分子开关，能够检测土壤干燥程度并调整根系生长方向以寻找水分，这一发现或为培育抗旱作物、应对未来粮食安全挑战提供关键助力。

根系通常会依据土壤湿度进行分枝，以吸收水分和养分。不过，当生长中的根系脱离湿润土壤时，侧枝形成会暂时停止，这种智能响应有助于植物将根系生长转向水分充足区域。

由诺丁汉大学与杜伦大学科学家合作开展的研究表明，植物根部存在一种快速信号机制，可检测并应对干燥土壤条件。该研究发表在《科学》杂志上，研究发现这种适应性反应由根尖活性氧(ROS)的快速增加引发，ROS充当应激信号，向根部传递已进入干旱区的信息。

研究小组揭示了ROS如何与植物中调节生长和发育的特定蛋白质和激素相互作用，以及如何利用蛋白质作为分子开关，将环境压力信号与激素控制相结合来塑造根结构。

此项研究由英国诺丁汉大学生物科学学院BBSRC发现项目研究员Poonam Mehra博士领导。她指出，这是一种快速有效的机制，能让植物感知水分胁迫并几乎立即做出反应，从而节约资源，依据环境优化根系生长。

诺丁汉大学的马尔科姆·贝内特教授补充道，该研究展示了单个蛋白质如何充当高响应度传感器，将植物的压力感知与生长决策联系起来，为培育更适应缺水环境的作物开辟了令人兴奋的可能性。

这一突破不仅是基础植物科学领域的重大进步，对全球粮食安全也意义重大。随着气候变化致使干旱愈发频繁和严重，了解根系应对水分胁迫的机制，对于培育能在更恶劣环境中生存的作物至关重要。

据悉，这项具有里程碑意义的研究由英国和欧洲另外七个机构共同参与，结合了分子生物学、结构生物学和先进成像技术方面的专业知识。

更多信息： Dipan Roy 等，《氧化还原调控的 Aux/IAA 多聚化调节生长素反应》，Science (2025)。