近日，Scientia
Horticulturae在线发表了西南大学柑桔研究所资源与育种中心朱世平课题组题为Seasonal changes and
spatial distribution of citrus fine roots in different rootstocks的研究论文。https://doi.org/10.1016/j.scienta.2024.113307细根是植物从土壤中吸收水分和营养等物质的最主要器官，可通过改变细根形态、生长动态和生理活性等响应和适应环境变化，因此任何影响细根生长的因素均可影响植株整体表现。由于根系长期生长在地下，很难进行持续的可视化观察，再加上她具有高度的可塑性，开展根系研究非常困难，因此对植物细根生长动态和空间分布的认识非常有限，尤其园艺植物。目前柑橘生产中化肥施用量是植物所需量的4-5倍以上，而其中70-80%化肥随着雨水流失，导致严重的面源污染，影响农业可持续发展，威胁人类健康，所以亟需掌握柑橘根系生长动态和分布规律。本研究旨在揭示不同柑橘砧木细根性状差异、动态变化及空间分布变化规律，对不同砧木柑橘精准的肥水管理提供参考。本研究选取四种常用的柑橘砧木品种：枳（Trifoliate (Poncirus
trifoliata)、卡里佐枳橙和Rusk枳橙 (Citrus sinensis × P.
trifoliata cv ‘Carrizo’ and ‘Rusk’)、香橙(C. junos cv ‘Ziyang xiangcheng’)作为试验材料，利用微根窗技术研究柑橘细根生长和分布规律。不同柑橘砧木细根数量和细根长度随季节变化差异显著（图1）。卡里佐枳橙的细根数量全年最多（90 ~ 231根），显著高于其它3种砧木(35
~ 108根)。香橙的细根数量变化趋势与卡里佐枳橙整体相似，但显著低于卡里佐枳橙，而枳细根数量的变化趋势则明显不同（图1A）。卡里佐枳橙细根长度除了在早期有轻微的下降外，整体上是大幅增加，香橙和Rusk的细根长度显著低于卡里佐枳橙。香橙细根长度的变化趋势与卡里佐枳橙整体相似，但枳细根长度的变化趋势与其它三种砧木则差异较大（图1B）。图1 4种不同砧木细根数量( A
)和细根根长度( B )变化不同柑橘砧木的细根直径和细根表面积随季节变化差异显著（图2）。卡里佐枳橙的细根直径最大，枳的细根直径最小，显著小于其他三种砧木。枳细根直径的变化趋势与其他3种砧木差异较大。（图2A）。卡里佐枳橙细根表面积除了2月和3月，其余时间均为最大，且整体增加较快。香橙细根表面积整体较小，整个期间变化不剧烈。枳细根表面积变化趋势与其它三种砧木明显不同（图2B）。图2 4种不同砧木细根直径( A
)和细根表面积( B )变化细根的空间分布可分为水平距离和垂直深度两个维度（图3和4）。水平距离表示细根位置与树干之间的平均水平距离，不同柑橘砧木间差异显著。枳细根距树干最近(25 ~ 33 cm)，香橙和卡里佐枳橙细根距树干中等(44 ~ 46 cm)，Rusk枳橙细根距树干最远(51
~ 56 cm)。在全年中，香橙和卡里佐枳橙细根的水平距离变化不大，而枳和Rusk枳橙细根水平距离随季节变化明显，但趋势相反（图4A）。垂直深度是细根到地面的平均垂直距离。如图4B所示，不同柑橘砧木细根垂直深度随季节呈现较大变化。香橙细根分布最浅(-24~-20 cm)，其次是卡里佐枳橙(-28~-24 cm)。Rusk枳橙细根垂直深度较前两种砧木深(-38~-26 cm)，枳细根的垂直深度最深(-42~-30
cm)，且随时间而变化较大，变化趋势与其它三种砧木也不同。图4 4种柑橘砧木细根水平距离( A
)和垂直深度( B )分布图5 是不同柑橘砧木细根分布的三维(水平距离、垂直深度和时间)变化。结果表明，香橙细根分布最浅，与主干的水平距离中等，而枳细根分布最深，与主干的水平距离最近。Rusk枳橙细根分布距主干水平距离最长、垂直深度中等，卡里佐枳橙细根在垂直和水平方向上均分布中等。掌握柑橘根系变化动态和空间分布对柑橘肥水的精准管理、提高肥水利用效率、减少面源污染和提高经济效益非常重要。以往少数几篇对柑橘根系的研究主要采用非连续性和破坏性的土钻法或间隔时间较长的扫描法，因此对根系动态变化和空间分布规律的掌握非常有限。本研究采用连续地、非破坏性的微根窗技术每个月对不同柑橘砧木的细根进行了原位扫描来比较不同砧木细根的根系特征，分析其生长动态和空间分布。本研究揭示了不同柑橘砧木细根在形态特征上的差异，在季节上的生长动态变化和在空间上的分布差异，这对在生产上针对不同柑橘砧木在时间和空间上肥水的精准管理提供了非常重要的参考。但本研究利用微根窗技术是对局部分布细根变化规律的探索，对更大范围根系动态的掌握还需要更多和更深入的研究。西南大学柑桔研究所朱世平副研究员为论文通讯作者，硕士研究生郑赛航为论文第一作者，中国科学院山地灾害与环境研究所博士研究生高巧为共同第一作者。本研究得到国家重点研发计划（2023YFD1200100）、国家现代柑橘产业技术体系（CARS-26）和中央高效基本业务费（SWU-XDJH202308）等项目的资助。通讯作者简介：朱世平，女，副研究员，硕士生导师。2009年6月毕业于华中农业大学，获果树学博士学位。2016年8月-2017年7月受国家留学基金委资助赴美国佛罗里达大学柑橘研究与教育中心访学，2019年8月再次赴该中心开展合作研究。2013年至今担任国家现代柑橘产业体系砧木岗位的岗位科学家。现为西南大学柑桔研究所资源与育种中心主任，国家柑橘野外观测台站副主任，中国柑橘学会常务理事兼副秘书长，中国柑橘学会苗木分会副理事长。主持国家自然科学基金、国家科技计划、国家现代柑橘产业技术体系、重庆市重大专项、重庆市青年科技人才、中央高校基本业务费重点项目等项目多项，已在国内外学术期刊上发表论文30余篇，培育柑橘新品种3个。
团队研究（招生）方向：柑橘遗传育种与分子生物学、农艺与种业。利用杂交育种、组织培养和基因工程手段创制柑橘砧木新种质，开展柑橘砧木耐（抗）逆、砧穗组合评价，利用转录组、代谢组等组学手段解析柑橘砧木抗（耐）逆、砧穗互作的分子机制，克隆关键基因并进行功能验证。
About Scientia Horticulturae
Scientia Horticulturae属农林科学Top期刊，由Elsevier出版社出版，发表果树、蔬菜、观赏植物和食用菌生产等与园艺有关（栽培、育种、生物化学、组织培养、营养学、植物生理学、植物病理学等)的原创论文，综述和短讯等。CiteScore：8.6 ,期刊影响因子：3.9。2023年中科院期刊分区，中科院大类：农林科学2区，Top期刊；中科院小类：园艺2区。JCR分区：Q1 （6/115 Horticulture）。
