Haben Sie während des Lockdowns Kartoffeln, Karotten und anderes Wurzelgemüse gegessen? Wurzeln sind nicht nur eine schmackhafte Nährstoffquelle, sondern ihr Wachstum ist ein faszinierender Prozess. Nachzuverfolgen, wie Wurzeln im Boden wachsen, ist eine kleine Herausforderung, und Pflanzenzüchter konzentrieren sich möglicherweise mehr auf Erträge als zu untersuchen, wie sich Wurzeln an lokale Bedingungen anpassen können.
Es gibt zwei Hauptwurzelwachstumsprozesse. Primäres Wachstum führt zu längeren Wurzeln, da sich die Zellen an der Spitze der Wurzel oder des Stammes teilen. Sekundäres Wachstum erhöht die Wurzeldicke in meist holzigen Pflanzen, die seitliche Meristeme haben.
Strock und Lynch an Das Roots Lab der Penn State University habe ein faszinierendes geschrieben Perspektive on der Sekundärwurzelwachstumsprozess und Hervorhebung seiner Bedeutung für die Pflanzenfitness. Die Anpassung des sekundären Wurzelwachstums kann einigen Pflanzen helfen, Umweltbelastungen (z. B. Trockenheit) zu tolerieren oder Nährstoffe aus dem Boden besser aufzunehmen als andere Pflanzen.
Da es viele Wissenslücken über das sekundäre Wurzelwachstum gibt, schlagen die Autoren Hypothesen und zukünftige Forschungsmöglichkeiten vor, indem sie sich auf einjährige zweikeimblättrige Pflanzen wie Maniok, Kartoffel und gemeine Bohne konzentrieren.
Der erste Abschnitt des Viewpoints behandelt die Regulierung des sekundären Wurzelwachstums, wie man es misst, Stoffwechselprozesse und welche Kosten die Pflanze verursacht. Die Autoren zitieren Savage (1993) der das sekundäre Wurzelwachstum beschrieb, wo die Wurzel an ist „Umgekehrter Kegel, dessen Volumen sich exponentiell mit der Zeit ausdehnt“. Das sekundäre Wurzelwachstum kann beispielsweise während einer Dürre gehemmt oder verstärkt werden, sodass die Wurzel Stress entweder vermeiden oder ihm entkommen kann. Da der Boden ein dreidimensionaler Raum ist, könnte das sekundäre Wurzelwachstum auch bei der Nährstoffaufnahme und der Wurzelsuche helfen. Die Autoren schlagen vor, dass der radiale und axiale Transport ein dynamischer Prozess sein kann, der Pflanzen hilft, sich an lokale Bedingungen anzupassen.
Der zweite Teil der Arbeit befasst sich mit den Prozessen und Strategien hinter dem sekundären Wurzelwachstum, wenn die Wurzeln mit dem Boden und den Bodenorganismen interagieren. Erhöhtes Wachstum kann zur Verholzung (dh Verdickung) des Periderms führen, was entweder Schutz vor schädlichen Schädlingen und Krankheitserregern bieten kann, aber auch symbiotische Organismen daran hindern kann, die Wurzeln zu besiedeln. Strocket al. (2019) haben auch vor kurzem Ergebnisse mit Laser-Ablations-Tomographie in der veröffentlicht Zeitschrift für experimentelle Botanik um das Wurzelwachstum verschiedener Pflanzenarten und Wechselwirkungen mit Bodenorganismen zu untersuchen. In den letzten drei Abschnitten diskutieren die Autoren die Wirkung des sekundären Wurzelwachstums auf die Produktion von Wurzelexsudaten, seine Entwicklung unter hypoxischen Bedingungen und die Rolle bei der Kohlenstoffbindung.
In jedem Abschnitt schlagen die Autoren Hypothesen und zukünftige grundlegende Forschungsmöglichkeiten vor, damit Pflanzenzüchter das Sekundärwurzelwachstum als wichtiges Merkmal bei der Auswahl von Pflanzensorten nutzen können.
