Rangarajan H & Lynch JP. (2024). Did Crop Domestication Change the Fitness Landscape of Root Response to Soil Mechanical Impedance? An in-silico Analysis. Annals of Botany, mcae201.
（2024年11月27日发表）
摘要参考翻译（水平有限，翻译得有点绕，感兴趣的话，建议还是看原文吧）：
背景和目的：具有较强穿透能力的根轴通常被认为在硬质土壤中具有优势。我们假设，与机械阻力下仍保持根系延伸（即“低可塑性”）的表型相比，那些在机械阻力下表现出更大可塑性（即根系生长减少，称为“停止信号”）的玉米根系表型在原生（未开垦）土壤中具有适应性优势，因为它们能够将根系资源分配到更松软、可能更湿润的土壤区域。此外，我们还假设随着土壤耕作和作物驯化，“停止信号”的价值逐渐降低。
研究方法：我们使用OpenSimRoot模拟了原生土壤和耕作土壤，评估了在新石器农业中与水、氮和土壤阻力相关的不同主根和侧根穿透能力的玉米根系表型。
主要结果：“停止信号”在原生土壤中具有适应性优势，但在耕作和灌溉的土壤中优势减弱。在硬质、干燥的表土中减少根系分布，使得根系能够向更深的土壤域生长，从而改善资源消耗与获取的平衡。随着作物驯化和灌溉的出现，“停止信号”的价值下降，因为灌溉增加了表土的水分供应。同时，土壤耕作降低了氮的可用性，而灌溉则增加了氮的淋溶，从而改变了适应度景观，使更长的侧根（即更低的可塑性）具有优势，因为这有助于根系与氮的可用性共定位。在现代高投入系统中，当干旱成为限制因素时，“停止信号”的重要性再次凸显。
结论：我们的研究结果支持以下假设：在原生土壤中，机械阻力引起的侧根生长减少具有适应性优势，但随着新石器农业中土壤耕作和灌溉的出现，这种适应性逐渐减弱。
在原生土（A）和灌溉耕作土（B）中发芽40天后的玉米根系表型
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