植物根系在生态系统中起着至关重要的作用，从根本上影响从养分循环到物种组成的一切。尽管它们很重要，但科学家们才刚刚开始开发工具来理解这些复杂系统的结构，它们如何运作以及结构和功能如何相关。今天对根系统的大部分研究都使用复杂的新技术来解决基本问题和描述。最近的植物科学应用特刊包含了六篇来自根科学最前沿的论文，探讨了从亚细胞到生态系统层面的问题。

因为对根系的研究相对较新，所以很多研究仍然在描述领域。例如，Kengkanna等。(2019)评估木薯的根结构，改进哪些变量可能在农学上重要，因此可以作为育种计划的目标。他们使用一种称为根特征数字成像(DIRT)的工具来做到这一点，这是一种用于评估根表型的高通量方法，本身只有五年的历史。“在干旱已经或已经变得更加突出的地区，[DIRT]使育种计划能够针对根系性状进行可行，这对于在供水有限的情况下实现更高产量至关重要，”博士后研究员Gregory Pec博士说。在新罕布什尔大学，和这个特刊的共同编辑。

其他当前的根系研究针对的是基本的基本问题，例如：在特定树种下生长的微生物是否更适合分解该物种的叶凋落物?Martini等人测试了这种被称为家庭场优势假说的想法。(2019);作者发现答案可能稍微复杂一些，取决于细小的物种组成，以及哪些营养素正在调查中。

梅茨勒等人。(2019)解决了这个问题：如果含有许多根的土壤混合样本，怎样才能有效地确定哪些根系属于哪个种类?作者使用荧光扩增片段长度多态性 - 荧光标记的小片段DNA - 同时确定混合样品中多个根的物种特性，显着降低了之前Sanger测序方法的成本和时间。在此过程中，它们为193种物种提供根大小分布，有效地使现有数据库翻倍。除了确定哪些根系属于哪个物种外，遗传工具已经在许多方面推动了根系研究。

遗传研究的一个特别前景是理解和绘制土壤微生物多样性。“使用传统的，基于种植的方法来检验土壤 - 微生物根系动态已经证明是具有挑战性的，因为这些方法取得了总体多样性的一小部分。然而，过去十年的技术进步使得这些复杂且通常依赖于环境需要调查的相互作用，“佩奇博士说。

在这个问题中，一个历史维度被添加到这个基因 - 微生物协会的基因研究，因为Heberling和Burke(2019)提出研究调查和量化历史植物标本上的丛枝菌根真菌群落。这种历史植物 - 微生物相互作用的重建可以帮助我们了解气候变化如何影响森林生态系统。

由于难以研究这些微妙，复杂的地下系统，几十年来一直忽视对根系的研究。今天，随着技术的进步使这项研究更加可行，对根系统的兴趣正在增长，数据库开始填充重要的基线数据，如根结构和大小分布以及微生物关联。“我们对根系结构 - 功能关系的理解通常受到限制，因为与土壤中根系隐藏性质相关的方法学挑战，”Pec博士说。“在20世纪90年代，植物生态学家开始研究地下竞争和根系生物量分布，但这并不需要新的方法。在2000年代，菌根，植物 - 土壤反馈和根生态的微生物相互作用确实起飞了。但是，在此之前，