植物根构型可能受缺磷诱导而发生适应性变化,而且对磷吸收效率至关重要。本研究以直根系植物菜豆(Phaseolus vulgaris L.)为代表,首先应用计算机几何模型模拟了根构型变化与磷吸收的关系。计算机模拟结果表明,在土壤磷分布不均匀、土壤表层磷相对较高的情况下,基根向地性变化会导致根系变浅,从而有利于植物对磷的吸收。为了验证这一理论结果,我们分别进行了营养袋纸培、分层隔网式土壤/砂培和田间试验,对具有不同磷效率的菜豆基因型的重要根构型指标进行了定量测定,结果表明,无论在哪种栽培介质中,磷高效基因型受缺磷诱导根构型变化比磷低效基因型明显,表现在基根水平夹角变小,基根在表层相对分布增大,令整个根系变浅,从而有利于对表土层有效磷的吸收。进一步研究表明,菜豆根构型是一数量遗传性状,应用分子标记技术对控制一些性状(基根水平夹角、基根在表层相对分布)的数量性状座位(QTLs)进行了分子图谱定位,定位到了这些性状对低磷胁迫适应性反应的一些QTLs,其中部分QTYLs与控制菜豆田间磷吸收效率的QTLs连锁,从而从分子水平上证实了菜豆根构型性状与磷吸收效率密切相关。