EN
Although understanding of the morphology, anatomy and physiological functions of roots seems to be central to various fields of cereals biology, the roots still appear to be the hidden plant part. Our knowledge of the genetics of roots is extremely limited. Though the hitherto identified inheritance mode of various root characteristics is complex and slightly detrimental for breeding practice, there remain considerable opportunities in cereals to improve their root systems through selection. However, numerous genetic and physiological aspects of cereal rooting are still controversial and/or need to be answered. Selected morpho-physiological aspects of cereal roots are discussed here, especially in the context of an improved efficiency of water and nutrient use under environmental limitations. Available data suggest that considerable part of the genetic background of cereal roots is regulated by water and/or mineral shortages. Because the common genotype-nutrition and genotype-soil moisture interactions, a laborious handling with roots of plants grown under diverse water and nutrient regimes is necessary for precise evaluation of the rooting capacity. The data evidenced that cereals may exhibit a remarkable genotypie variation in the plasticity of root growth, specifically adjusted to the water and nutrient status of the soil. The genotypie specificity of root responses to environmental limitations have an adaptive value and is of special interest. Possible genotypie differences in effects of water and nutrient shortages on the development, functions and role of the seminal and nodal (adventitious) roots as well as compensative abilities must be considered here. Seminal roots appear to be more suitable for selection. The fascinating studies on the molecular level evidenced that uptake of water and ions and their transportation through root cell membranes are determined genetically. Noteworthy, expression of the mechanisms may be regulated by exogenous factors and is crucial for plant adaptation. Undoubtedly, formation of root hairs is of primary importance here, but how those root structures are controlled is largely unknown in cereals.
PL
Mimo, że znajomość morfologii, anatomii i funkcji fizjologicznych korzeni powinna być podstawową wiedzą dla wielu dziedzin biologii zbóż, ich korzenie ciągle pozostają zbyt tajemniczą częścią roślin. Nasza wiedza o genetyce korzeni jest mocno ograniczona. Chociaż dotychczas opublikowane dane wskazują na niezbyt wygodny dla praktyki hodowlanej i skomplikowany sposób dziedziczenia się cech korzeni, to potencjalne możliwości polepszenia sposobu ukorzeniania się zbóż na drodze selekcji są duże. Jednak wiele genetycznych i fizjologicznych aspektów ukorzeniania się zbóż nadal budzi kontrowersje i/lub wymaga wyjaśnienia. W pracy dyskutowane są przede wszystkim te morfologiczno-fizjologiczne zagadnienia ukorzeniania się zbóż, które wiążą się z możliwością polepszenia efektywności wykorzystania wody i składników pokarmowych w warunkach ich niedoboru. Dostępne dane sugerują, że istotna część podłoża genetycznego korzeni zbóż jest regulowana niedoborem wody i soli mineralnych. Powszechnie obserwowane efekty interakcji genotyp-nawożenie i genotyp-wilgotność gleby wskazują, że pracochłonne badania korzeni roślin rosnących w różnorodnych warunkach nawożenia i nawodnienia są niezbędne dla precyzyjnej oceny sposobu ukorzeniania się genotypów. Dane te dowodzą, że u zbóż istnieją wyraźne różnice genotypowe w plastycznej reakcji korzeni na zmienną zawartość wody i składników pokarmowych w glebie. Ta genotypowa specyficzność w reakcji korzeni na stresy środowiskowe ma wartość adaptacyjną i jest szczególnie istotna. Należy zwrócić uwagę na możliwe tutaj różnice genotypowe we wpływie niedoboru wody i soli mineralnych na rozwój, funkcjonowanie i rolę korzeni pierwotnych i korzeni węzłowych (przybyszowych) oraz na zdolności kompensacyjne roślin. Korzenie pierwotne są przydatniejsze dla selekcji. Wyniki fascynujących badań na poziomie molekularnym dowodzą, że zarówno pobieranie wody i jonów, jak i ich transport przez błony plazmatyczne korzeni są kontrolowane genetycznie. Podkreślić należy, że ekspresja tych mechanizmów może być regulowana przez niektóre czynniki egzogenne, co ma znaczenie adaptacyjne. Wykształcane włośniki korzeniowe odgrywają tutaj pierwszorzędną rolę, ale stosunkowo niewiele wiadomo, jak te istotne struktury korzeniowe są kontrolowane u zbóż.