柳枝稷根系细胞壁组成和解剖结构随深度而变化，提示了性状改良的方法

植物根的细胞结构和细胞壁组成会影响植物生产力、抗逆性、生物互作，并可能影响土壤碳积累。本研究为低地型柳枝稷基因型 DVR3 的根建立了全面的组成参数。根性状按 12.5 cm 深度分段进行分析，从靠近表面的第 1 区到深达 50 cm 的第 4 区。主要细胞壁组分的平均含量（g/mg）包括：纤维素 470 {+/-} 20、木糖 250 {+/-} 20、木质素 170 {+/-} 15，以及总栓皮质 35 {+/-} 5。 组成和细胞解剖结构随深度变化，并表现出部分协调性。横切面显示，尽管成熟根区具有更高的根质量密度，但仍存在广泛的通气组织，这与丰富的木质素和纤维素相对应。深层根富集了与果胶相关的性状，包括 II 型阿拉伯半乳聚糖、同型半乳糖醛酸和与阿拉伯糖相关的连接。栓皮质含量并无显著变化，尽管凯氏带的形成、内皮层和外皮层增厚以及栓皮质表面染色均随发育而推进。另一种低地型柳枝稷基因型 AP13 的根木质素和比根长也观察到类似趋势。 这些结果表明，或可通过降低随发育产生的变异性，并可能借助细胞类型特异性的调节，从遗传上增强天然柳枝稷根系化学特性，以促进土壤穿透和地下碳积累。

植物根系的细胞结构与细胞壁组成会影响植物生产力、抗逆性、生物互作，并可能影响土壤碳积累。本研究为低地柳枝稷基因型 DVR3 的根系建立了全面的组成参数。根系性状按 12.5 cm 的深度区间进行分析，从接近表层的 Zone 1 到下至 50 cm 的 Zone 4。主要细胞壁组分的平均含量（g/mg）包括：纤维素 470 {+/-} 20、木糖 250 {+/-} 20、木质素 170 {+/-} 15，以及总栓皮质 35 {+/-} 5。

组成和细胞解剖结构随深度而变化，并表现出部分协调性。横切面显示，尽管成熟根区具有更高的根质量密度，但仍存在大量通气组织，这与丰富的木质素和纤维素相对应。深层根富集了与果胶相关的性状，包括阿拉伯半乳聚糖 II、同型半乳糖醛酸以及与阿拉伯糖相关的连接键。栓皮质含量并未显著变化，尽管凯氏带形成、内皮层和外皮层增厚以及栓皮质表面染色均随发育而推进。另一低地柳枝稷基因型 AP13 的根系木质素和比根长也观察到类似趋势。

这些结果表明，可能能够通过遗传方式增强天然柳枝稷根系化学组成，以通过降低发育过程中的变异性来促进土壤穿透和地下碳积累，而这可能可通过细胞类型特异性的调节来实现。

📄 原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.08.14.744798v1?rss=1

🏷️ 柳枝稷 根系细胞壁 解剖结构 土壤碳积累 木质素 根系发育