《左传·昭公九年》中曾记述：“木水之有本原（源）”。植物根系虽然“藏匿”于地下、往往容易被“忽视”，但其不仅是与土壤营养物质和根际微生物进行信息交换的主要载体，同时也对农业经济性状和农田碳氮循环起举足轻重的作用，是植物的“本源”和“基石”。Nature杂志曾撰文“An underground revolution”，并指出解决环境恶化和人口增长带来的粮食压力的有效途径之一是设计“理想根型”系统，且认为对植物根系的深入了解是实现第二次“绿色革命”的关键。2014年，Science杂志也发表了题为“How to plumb the root is the problem”的评述性论文，提出如何获取植物根系全方位信息是相关学科未来发展的关键。

目前有关作物根系的研究大多数都集中在宏观水平，如根系表型观察、营养吸收测定、根际微生物测序等，这很难深入了解根系生长和环境互作的时空性特征。因此，从微观水平探究植物根系不同细胞类型在免疫响应、抗逆应答、微生物互作等方面的时空调控，将为我们更深入的了解农作物发育特征和应对环境响应等领域提供新的视野和研究思路。

本研究组将利用细胞生物学、作物遗传学、分子生物学和生物信息学等手段，围绕植物根系探究以下三个方面的科学问题：

1、植物根系免疫可视化与根际微生物互作机理研究； 2、水稻根结线虫抗性位点鉴定及其分子机制解析； 3、水稻理想根型创制和土壤碳汇机制研究。