当植物发现自己处于太多阴凉处时，它会重新调整资源以获取光线。作物产量和根系发育停滞，因为植物专注于长高，努力超越邻近植物以接触阳光。

冷泉港实验室 (CSHL) 助理教授Ullas Pedmale说，对于依赖光合作用的生物来说，避荫是一项重要的生存策略，但对农民来说却是个问题。它限制了种植者种植作物的密度，从而限制了产量。

“由于拥挤，存在对阳光的竞争——所以他们的选择是长得更高，”Pedmale 说。他补充说：

“植物正在投入所有这些能量来试图长得更高，但现在它是以牺牲我们所依赖的水果和生物量为代价的。然后它也以牺牲根为代价，所以根不会生长。”

几十年来，研究人员一直在研究 植物的遮荫反应 ，希望找到帮助植物在更高密度下茁壮成长的方法。大多数研究都集中在茎和叶的变化上，但 Pedmale 的团队想知道当植物被剥夺光照时地下会发生什么。这是一个紧迫的问题，因为没有强大根系的植物更容易受到干旱、洪水和飓风的影响——这些威胁由于气候变化而变得越来越普遍。

使用番茄植物和模式植物拟南芥，博士后研究员Daniele Rosado和 Pedmale 团队的其他成员将在完全无遮光的光照下生长的幼苗的根与在遮光下生长的较短、欠发达的植物根进行了比较。他们发现，在遮荫植物中，数百种植物用来应对压力的基因被打开了——其中包括数十种编码称为 WRKYs 的蛋白质，这种蛋白质可以调节基因表达。

为了确认它们限制了根系的生长，Pedmale 的团队设计了植物，其中特定的 WRKY 基因在任何条件下都保持高度活跃。他们发现，某些 WRKY 蛋白含量高的植物，即使在光照充足的情况下，也会长出与遮荫植物相同的发育不良的根部。相比之下，植物的茎以正常的速度生长。此外，他们发现植物激素乙烯(果实成熟所必需的)也可能与根的遮荫反应有关。

Pedmale 希望揭示这些蛋白质在避荫中的作用将有助于研究人员开发出更好的高产植物：植物可以在更拥挤的条件下茁壮成长，抵御极端天气，甚至可能通过将二氧化碳从空气中吸收到空气中来减少全球变暖。广泛的根系统。