随着糖的重新分配，植物内部的一个基本分子机制控制着新的侧根的形成。一个国际植物生物学家团队已经证明，它是基于某种因子的活性，即雷帕霉素(TOR)蛋白的靶标。海德堡大学有机体研究中心的研究小组负责人Alexis Maizel教授表示，更好地了解分子水平上调节根分支的过程可能有助于改善植物生长，从而提高作物产量。良好的根系生长确保植物能够吸收足够的营养并生长，从而有助于它们的整体健康。要做到这一点，它们必须将代谢过程中的可用资源与它们的遗传发育程序结合起来。植物将大气中的二氧化碳(CO2)结合在叶子中，并通过光合作用将其转化为单糖。这些单糖以果糖和葡萄糖的形式分布在植物的根部，促进植物的生长和发育。
梅泽尔教授的团队利用拟南芥(植物研究中的一种模式植物)来研究这一过程是如何在分子水平上发生的。他们的研究重点是葡萄糖在侧根形成过程中所起的作用。亚历克西斯·梅泽尔团队的研究员迈克尔·斯蒂茨博士解释说:“我们确实知道，除了植物激素外，茎部的糖也被分配到根中，但迄今为止，植物是如何认识到糖资源可用于形成侧根的，我们还不清楚。”代谢水平的研究表明，拟南芥只有在主根柱最外层的细胞层中，葡萄糖分解和碳水化合物被消耗时，才能形成侧根。这一过程在分子水平上受雷帕霉素蛋白靶点的控制。这个因子控制着植物、动物和人类的关键信号网络和代谢过程。它的活性受生长因子(如植物激素生长素)和营养物质(如糖)的相互作用支配。
利用拟南芥，研究人员发现，只有当糖存在时，TOR才会在中柱鞘细胞中变得活跃。然后所谓的创始细胞通过细胞分裂形成侧根。梅泽尔教授:“TOR承担了一种看门人的角色;当植物通过生长素激活负责根形成的遗传生长程序时，TOR会检查这个过程中是否有足够的糖资源。”TOR通过控制特定生长素依赖基因的翻译起作用，在没有足够的糖资源可用时阻止它们的表达。当研究人员抑制TOR活性时，没有侧根形成。海德堡植物生物学家说:“这表明其中涉及一种基本的分子机制。”
与此同时，研究人员证明，TOR通过类似的机制控制其他植物组织的根的形成，即所谓的不定根。根据Maizel教授的说法，他们的研究结果也可能对农业应用感兴趣。这名研究人员强调说:“它们有可能被用来开发新的植物生长策略，使其适合各种环境条件和更好的作物产量。”
这项研究是由德国研究基金会资助的。除了海德堡大学有机体研究中心的植物生物学家外，来自斯特拉斯堡大学(法国)、波茨坦马克斯普朗克分子植物生理学研究所、巴塞罗那(西班牙)农业基因组学研究中心和科克大学学院(爱尔兰)的研究人员也做出了贡献。他们的研究结果发表在《EMBO杂志》上。
