研究人员发现了一种蛋白质，这种蛋白质可以密封植物的根部，它能调节植物从土壤中吸收养分和水分，这一发现有助于开发出无需太多水和化肥的不受气候影响的作物。

诺丁汉大学的研究人员发现了植物根系中木质素屏障的新成分，以及位于根内胚层中控制水分和营养吸收的dirigent proteins直接蛋白(DPs)的特定功能。他们的研究结果发表在Science上。

植物根系的功能是从土壤中吸收矿物质养分和水分，并控制它们在植物体内的适当平衡。这种控制是由一种叫做内胚层的根组织的特殊层施加的。

内胚层包含一个由木质素构成的溶质和水运动的屏障，木质素与木材中存在的物质相同。这种不可渗透的屏障通过在细胞之间形成一个紧密的密封来阻止物质进入根部的不受控制的运动。这种密封保证了营养物质和水分被根部吸收的唯一途径是通过内胚层细胞。这允许细胞完全控制通过根进入和离开植物的物质。

这项研究已经确定了木质素沉积机制的新组成部分，其重点是位于根内胚层的直接蛋白(DPs)的功能。这些蛋白质与其他描述的根调控成分协同作用，指导和组织木质素在内胚层中的正确沉积，使植物确保从土壤中获得最佳的营养平衡。

来自诺丁汉大学生物科学学院的Gabriel Castrillo博士是这项研究的领导者之一，他说:“今年世界部分地区的气温达到了创纪录的水平，降雨不稳定，了解植物的机制变得越来越重要，这样我们就可以在未来证明它们，以确保未来的食物供应。”

本研究揭示了植物根系如何通过木质素的沉积来调节其对水分和养分的吸收，而木质素的沉积是由DPs调节的。没有这些蛋白质，适当的根密封就不能完成，植物的营养平衡就会受到损害。我们可以利用这些知识来设计植物，使它们能够在更少的水和化肥的情况下生长。”