ในพืชมีท่อลำเลียงรากเป็นอวัยวะของพืชที่ดัดแปลงเพื่อให้พืชยึดเกาะและดูดซับน้ำและสารอาหารเข้าสู่ลำต้น ทำให้พืชสามารถเจริญเติบโตได้สูงและเร็วขึ้น^{[ 1 ]}โดยส่วนใหญ่รากจะอยู่ใต้ผิวดินแต่รากอาจอยู่เหนือพื้นดินหรือโดยเฉพาะอย่างยิ่งเหนือน้ำก็ได้^{[ 2 ]}

รากทำหน้าที่สำคัญและเฉพาะทางหลายอย่างที่ช่วยสนับสนุนการเจริญเติบโต การพัฒนา และการอยู่รอดของพืชหน้าที่หลัก ของรากคือการยึดเกาะ การดูดซับน้ำและแร่ธาตุที่ละลาย และการลำเลียงทรัพยากรเหล่านี้ไปยังลำต้น นอกจากนี้ รากยังทำหน้าที่ รองและหน้าที่ปรับตัวที่สำคัญอีกหลายอย่างเช่น การเก็บสำรอง การสังเคราะห์สารควบคุมการเจริญเติบโต การแลกเปลี่ยนก๊าซในสภาพแวดล้อมที่มีน้ำขัง การอำนวยความสะดวกในการรับสารอาหารแบบพึ่งพาอาศัยกัน และการขยายพันธุ์แบบไม่อาศัยเพศ^{[ 3 ]}

การยึดเกาะและการรองรับทางกลรากยึดพืชไว้กับวัสดุปลูกและต้านทานแรงทางกล (ลม การไหลของน้ำ) ระบบรากที่แข็งแรงเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับความมั่นคงของพืชผลและการป้องกันการล้ม^{[ 4 ] [ 5 ]}

การดูดซึมน้ำและแร่ธาตุเซลล์ชั้นนอกของรากและขนรากจะดูดซับน้ำในดินและไอออนที่ละลายอยู่ จากนั้นจึงลำเลียงไปยังลำต้นผ่านทางไซเล็ม โครงสร้างของราก (ความลึก การแผ่ขยาย) เป็นตัวกำหนดการเข้าถึงน้ำและสารอาหารในชั้นดินต่างๆ^{[ 6 ] [ 7 ]}

การเก็บสะสมอาหารและน้ำสำรอง รากจำนวนมาก ( รากแก้วอวบน้ำ รากหัว) สะสมคาร์โบไฮเดรตและน้ำที่ช่วยสนับสนุนการเจริญเติบโตแบบต่อเนื่องหรือการงอกใหม่หลังจากระยะพักตัว ตัวอย่างเช่นมันเทศและแครอท^{[ 8 ]}

การลำเลียงรากลำเลียงน้ำที่ดูดซึม แร่ธาตุ และสารประกอบที่สังเคราะห์ขึ้นบางส่วนไปยังลำต้นผ่านเนื้อเยื่อหลอดเลือด (การเชื่อมต่อไซเล็มและโฟลเอม) ^{[ 4 ]}

การสังเคราะห์สารควบคุมการเจริญเติบโตรากสังเคราะห์และปรับเปลี่ยนฮอร์โมนพืช (เช่น ไซโตไคนิน เมตาบอลิซึมของออกซินบางชนิด) ซึ่งส่งผลต่อการพัฒนาของยอดและสรีรวิทยาของพืชทั้งต้น^{[ 9 ]}

การเติมอากาศและการแลกเปลี่ยนก๊าซ (ในดินที่มีน้ำขัง/ดินที่เปียกชื้น)โครงสร้างพิเศษ (รากหายใจ, รากอากาศ) ช่วยให้เกิดการแลกเปลี่ยนก๊าซในกรณีที่ออกซิเจนในดินมีจำกัด ทำให้เกิดการหายใจในต้นโกงกางและพืชน้ำชนิดอื่นๆ^{[ 10 ]}

ปฏิสัมพันธ์แบบพึ่งพาอาศัยกันและการดูดซึมสารอาหารที่เพิ่มขึ้นรากสร้างความสัมพันธ์แบบพึ่งพาอาศัยกัน (เช่น ไมคอร์ไรซา ปมตรึงไนโตรเจน) ซึ่งช่วยเพิ่มการดูดซึมสารอาหารและความทนทานต่อความเครียดอย่างมาก ความสัมพันธ์เหล่านี้ปรับเปลี่ยนโครงสร้างและหน้าที่ของราก^{[ 11 ]}

การปรับตัวทางกลและการสนับสนุนเพิ่มเติมรากพิเศษและรากค้ำยัน (เช่นข้าวโพด , โกงกางบางชนิด, ต้นไทร ) ให้การสนับสนุน การยึดเกาะ และความมั่นคงเพิ่มเติมในสภาพแวดล้อมเฉพาะ^{[ 12 ]}

การขยายพันธุ์แบบไม่อาศัยเพศการเกิดรากพิเศษบนลำต้น ข้อ หรือกิ่งปักชำช่วยให้พืชหลายชนิดสามารถขยายพันธุ์แบบไม่อาศัยเพศและงอกใหม่ได้หลังจากได้รับความเสียหาย ซึ่งวิธีการนี้ถูกนำมาใช้ประโยชน์อย่างกว้างขวางในด้านพืชสวน^{[ 13 ]}

หน้าที่หลายอย่างทับซ้อนกัน: รากหนึ่งๆ สามารถยึดเกาะ ดูดซับ เก็บสำรอง และมีส่วนร่วมในภาวะพึ่งพาอาศัยกันได้พร้อมกัน รูปทรงและหน้าที่ของรากมีความยืดหยุ่นและถูกกำหนดโดยพันธุกรรมของสายพันธุ์และบริบทของสิ่งแวดล้อม (เนื้อดิน ความพร้อมของน้ำ การระบายอากาศ และแรงกดทางกล) ^{[ 14 ]}

พืชสร้างระบบรากที่หลากหลายซึ่งแตกต่างกันในด้านต้นกำเนิด โครงสร้าง และหน้าที่ (การยึดเกาะ การดูดซึม การเก็บสะสม การระบายอากาศ และการขยายพันธุ์แบบไม่อาศัยเพศ) รากสองประเภทหลักๆ แบบดั้งเดิมคือ ระบบ รากแก้วและ ระบบ รากฝอยแต่รากประเภทเฉพาะทางหลายประเภท — โดยเฉพาะรากพิเศษรากอากาศรากค้ำ ยัน รากปีนป่าย / ยึดเกาะ รากค้ำยันรากหัว(เก็บสะสม) และ รา กลอย — มีความสำคัญทางชีววิทยาและนิเวศวิทยา^{[ 15 ]}

ระบบรากแก้วประกอบด้วยรากหลักเพียงรากเดียวที่เจริญเติบโตในแนวตั้ง (รากแรก) ซึ่งมีรากแขนงงอกออกมา รากแก้วมักทำหน้าที่ยึดเกาะลึกและเก็บสะสมคาร์โบไฮเดรตและน้ำ (พบได้ทั่วไปในพืชใบเลี้ยงคู่ หลายชนิด และพืชสองปี/พืชยืนต้นบางชนิด) ตัวอย่างเช่น แครอท ( Daucus carota ) ดอกแดนดิไลออน ( Taraxacum ) และพืชใบเลี้ยงคู่แท้หลายชนิด^{[ 16 ]}

ระบบรากฝอยประกอบด้วยรากจำนวนมากที่มีขนาดใกล้เคียงกันซึ่งก่อตัวเป็นเครือข่ายหนาแน่นใกล้ผิวดิน ในหลายชนิด เครือข่ายนี้ส่วนใหญ่ประกอบด้วยรากพิเศษที่งอกออกมาจากโคนลำต้นมากกว่ารากหลัก ระบบรากฝอยมีประสิทธิภาพในการยึดเกาะดิน ดูดซับสารอาหารบนผิวดินได้อย่างรวดเร็ว และควบคุมการกัดเซาะ ตัวอย่างทั่วไปได้แก่ หญ้า ( Poaceae ) ข้าวสาลี และข้าว^{[ 17 ]}

รากพิเศษเกิดขึ้นจากอวัยวะที่ไม่ใช่ราก (ลำต้น ข้อ ใบ หรือเนื้อเยื่อแคลลัส) และมีบทบาทหลายอย่าง ได้แก่ การทดแทนหรือเสริมรากหลัก การให้การสนับสนุนทางกล การขยายพันธุ์แบบไม่อาศัยเพศ และการสร้างรากชนิดพิเศษ (รากอากาศ รากค้ำยัน รากหายใจ) รากพิเศษมีความสำคัญอย่างยิ่งในพืชใบเลี้ยงเดี่ยวและพืชปลูกหลายชนิด และเป็นการตอบสนองทั่วไปต่อการบาดเจ็บ น้ำท่วม หรือความเครียดอื่นๆ^{[ 18 ] [ 19 ]}

ตัวอย่างและหมายเหตุ: ในพืชใบเลี้ยงเดี่ยวหลายชนิด ระบบรากที่ทำหน้าที่คือรากพิเศษ (สร้างลักษณะเป็นเส้นใย); ข้าวโพด (Zea mays) สร้างรากค้ำยัน/รากช่วยพยุงลำต้น; ต้นไทร (Ficus spp.) พัฒนารากพิเศษเหนือพื้นดินที่อาจกลายเป็นลำต้นค้ำยัน; การปักชำจำนวนมากเกิดรากพิเศษในระหว่างการขยายพันธุ์แบบไม่อาศัยเพศ^{[ 20 ]}

สัณฐานวิทยาของรากแบ่งออกเป็นสี่โซน ได้แก่หมวกรากเนื้อเยื่อเจริญปลายรากโซนการยืดตัว และขนราก^{[ 21 ]}หมวกรากของรากใหม่ช่วยให้รากแทรกซึมลงไปในดิน หมวกรากเหล่านี้จะหลุดออกไปเมื่อรากลงไปลึกขึ้น ทำให้เกิดพื้นผิวที่เป็นเมือกซึ่งช่วยหล่อลื่น เนื้อเยื่อเจริญปลายรากที่อยู่ด้านหลังหมวกรากจะสร้างเซลล์รากใหม่ที่ยืดตัวออก จากนั้นขนรากจะก่อตัวขึ้นเพื่อดูดซับน้ำและแร่ธาตุจากดิน^{[ 22 ]}รากแรกในพืชที่สร้างเมล็ดคือราก แรกเริ่ม ซึ่งขยายตัวจากเอ็มบริโอของพืชหลังจาก การ งอก ของเมล็ด

เมื่อผ่าดูโครงสร้างภายในราก จะพบว่าเซลล์เรียงตัวกันเป็นรากขน , เอพิเดอร์มิส , เอพิเบลม , คอ ร์เทกซ์ , เอนโดเดอร์มิส , เพริไซเคิลและสุดท้ายคือเนื้อเยื่อท่อลำเลียงที่อยู่ตรงกลางราก ทำหน้าที่ลำเลียงน้ำที่รากดูดซึมไปยังส่วนอื่นๆ ของพืช

ลักษณะเด่นที่สุดของรากที่แตกต่างจากอวัยวะอื่นๆ ของพืช เช่น ลำต้น-กิ่ง และใบ คือ รากมีต้นกำเนิดภายใน^{[ 23 ]} กล่าว คือรากกำเนิดและพัฒนาจากชั้นในของแกนแม่ เช่นเพริไซเคิล [ ^{24 ] ใน}ทางตรงกันข้าม ลำต้น-กิ่ง และใบมีต้นกำเนิดภายนอกกล่าวคือรากเริ่มพัฒนาจากคอร์เทกซ์ ซึ่งเป็นชั้นนอก

เพื่อตอบสนองต่อความเข้มข้นของสารอาหาร รากยังสังเคราะห์ไซโตไคนินซึ่งทำหน้าที่เป็นสัญญาณว่ายอดสามารถเจริญเติบโตได้เร็วแค่ไหน รากมักทำหน้าที่ในการเก็บสะสมอาหารและสารอาหาร รากของพืชมีท่อลำเลียงส่วนใหญ่จะเข้าสู่ภาวะพึ่งพาอาศัยกันกับเชื้อรา บางชนิด เพื่อสร้างไมคอร์ไรซาและสิ่งมีชีวิตอื่นๆ อีกมากมายรวมถึงแบคทีเรียก็มีความสัมพันธ์ใกล้ชิดกับรากเช่นกัน^{[ 25 ]}

ในรูปแบบที่ง่ายที่สุด คำว่าสถาปัตยกรรมระบบราก (RSA) หมายถึงการจัดเรียงเชิงพื้นที่ของระบบรากของพืช ระบบนี้อาจมีความซับซ้อนอย่างมากและขึ้นอยู่กับปัจจัยหลายประการ เช่น ชนิดของพืชเอง องค์ประกอบของดิน และความพร้อมของสารอาหาร^{[ 26 ]}สถาปัตยกรรมรากมีบทบาทสำคัญในการจัดหาสารอาหารและน้ำอย่างปลอดภัย รวมถึงการยึดเกาะและการรองรับ

การจัดเรียงระบบรากทำหน้าที่ค้ำจุนโครงสร้างของพืชและแข่งขันกับพืชชนิดอื่นในการดูดซับสารอาหารในดิน^{[ 27 ]}รากจะเจริญเติบโตเพื่อตอบสนองต่อสภาพแวดล้อมทางนิเวศวิทยาที่เฉพาะเจาะจง ซึ่งหากเปลี่ยนแปลงไปอาจขัดขวางการเจริญเติบโตของพืชได้ ตัวอย่างเช่น ระบบรากที่พัฒนาในดินแห้งอาจไม่มีประสิทธิภาพเท่าในดินที่น้ำท่วมขัง แต่พืชก็สามารถปรับตัวให้เข้ากับการเปลี่ยนแปลงอื่นๆ ในสภาพแวดล้อมได้ เช่น การเปลี่ยนแปลงตามฤดูกาล^{[ 27 ]}

คำศัพท์หลักที่ใช้ในการจำแนกสถาปัตยกรรมของระบบราก ได้แก่: ^{[ 28 ]}

ส่วนประกอบทั้งหมดของโครงสร้างรากถูกควบคุมผ่านปฏิสัมพันธ์ที่ซับซ้อนระหว่างการตอบสนองทางพันธุกรรมและการตอบสนองอันเนื่องมาจากสิ่งเร้าจากสิ่งแวดล้อม สิ่งเร้าในการพัฒนาเหล่านี้แบ่งออกเป็นประเภทภายใน ซึ่งได้แก่อิทธิพลทางพันธุกรรมและโภชนาการ หรือประเภทภายนอก ซึ่งได้แก่อิทธิพลจากสิ่งแวดล้อม และถูกตีความโดย^{เส้นทาง}การส่งสัญญาณ [ ^{29 ]}

ปัจจัยภายนอกที่มีผลต่อโครงสร้างของราก ได้แก่แรงโน้มถ่วงการได้รับแสง น้ำ และออกซิเจน รวมถึงปริมาณหรือความขาดแคลนของไนโตรเจนฟอสฟอรัส กำมะถัน อะลูมิเนียม และโซเดียมคลอไรด์ ส่วนฮอร์โมนหลัก (สิ่งกระตุ้นภายใน) และกระบวนการที่เกี่ยวข้องซึ่งรับผิดชอบต่อการพัฒนาโครงสร้างของราก ได้แก่:

การเจริญเติบโตของรากในช่วงแรกเป็นหน้าที่อย่างหนึ่งของเนื้อเยื่อเจริญปลายรากที่อยู่ใกล้ปลายราก เซลล์เนื้อเยื่อเจริญจะแบ่งตัวอย่างต่อเนื่อง ทำให้เกิดเนื้อเยื่อเจริญเพิ่มขึ้น เซลล์ หมวกราก (ซึ่งจะถูกเสียสละเพื่อปกป้องเนื้อเยื่อเจริญ) และเซลล์รากที่ยังไม่แตกต่าง เซลล์รากที่ยังไม่แตกต่างเหล่านี้จะกลายเป็นเนื้อเยื่อหลักของราก โดยเริ่มแรกจะเกิดการยืดตัว ซึ่งเป็นกระบวนการที่ผลักปลายรากไปข้างหน้าในตัวกลางการเจริญเติบโต จากนั้นเซลล์เหล่านี้จะค่อยๆ แตกต่างและเจริญเติบโตเป็นเซลล์เฉพาะของเนื้อเยื่อราก^{[ 30 ]}

การเจริญเติบโตจากเนื้อเยื่อเจริญปลายยอดเรียกว่าการเจริญเติบโตขั้นต้นซึ่งรวมถึงการยืดตัวทั้งหมด การเจริญเติบโตขั้นทุติยภูมิครอบคลุมการเจริญเติบโตในด้านเส้นผ่านศูนย์กลาง ซึ่งเป็นส่วนประกอบหลักของ เนื้อเยื่อ ไม้ในพืชเนื้อไม้และพืชเนื้ออ่อนหลายชนิด ตัวอย่างเช่น รากสะสมอาหารของมันเทศมีการเจริญเติบโตขั้นทุติยภูมิแต่ไม่ใช่เนื้อไม้ การเจริญเติบโตขั้นทุติยภูมิเกิดขึ้นที่เนื้อเยื่อเจริญด้านข้างได้แก่แคมเบียมหลอดเลือดและแคมเบียมเปลือก แคมเบียมหลอดเลือดสร้างไซเล็มทุติยภูมิและโฟลเอมทุติยภูมิในขณะที่แคมเบียมเปลือกสร้างเพอริเดอร์ม

ในพืชที่มีการเจริญเติบโตทุติยภูมิ แคมเบียมหลอดเลือดซึ่งเกิดขึ้นระหว่างไซเล็มและโฟลเอม จะสร้างเนื้อเยื่อรูปทรงกระบอกตามลำต้นและราก^{[ 31 ]}แคมเบียมหลอดเลือดจะสร้างเซลล์ใหม่ทั้งด้านในและด้านนอกของทรงกระบอกแคมเบียม โดยเซลล์ด้านในจะสร้างเซลล์ไซเล็มทุติยภูมิ และเซลล์ด้านนอกจะสร้างเซลล์โฟลเอมทุติยภูมิ เมื่อไซเล็มทุติยภูมิสะสมมากขึ้น "เส้นรอบวง" (มิติด้านข้าง) ของลำต้นและรากก็จะเพิ่มขึ้น ส่งผลให้เนื้อเยื่อที่อยู่นอกเหนือโฟลเอมทุติยภูมิ รวมถึงเอพิเดอร์มิสและคอร์เทกซ์ ในหลายกรณีมีแนวโน้มที่จะถูกผลักออกไปด้านนอกและในที่สุดก็จะ "หลุดลอก" (ร่วงหล่น) ^{[ 32 ]}

ณ จุดนี้ คอร์กแคมเบียมเริ่มก่อตัวเป็นเพอริเดอร์ม ซึ่งประกอบด้วยเซลล์คอร์กที่ทำหน้าที่ป้องกัน ผนังของเซลล์คอร์กประกอบด้วยซูเบอรินซึ่งเป็นไบโอพอลิเมอร์เชิงซ้อนนอกเซลล์^{[ 33 ]}ซูเบอรินทำหน้าที่สร้างกำแพงทางกายภาพ ป้องกันเชื้อโรค และป้องกันการสูญเสียน้ำจากเนื้อเยื่อโดยรอบ นอกจากนี้ยังช่วยในกระบวนการสมานแผลในพืชอีกด้วย^{[ 34 ]}ยังมีการตั้งสมมติฐานว่าซูเบอรินอาจเป็นส่วนประกอบของกำแพงอะโพพลาสติก (ซึ่งมีอยู่ในชั้นเซลล์ด้านนอกของราก) ซึ่งป้องกันสารประกอบที่เป็นพิษไม่ให้เข้าสู่รากและลดการสูญเสียออกซิเจนในแนวรัศมี (ROL) จากแอเรนไคมาในระหว่างที่รากแช่น้ำ^{[ 35 ]}ในราก คอร์กแคมเบียมมีต้นกำเนิดมาจากเพอริ ไซเคิล ซึ่งเป็นส่วนประกอบของทรงกระบอกหลอดเลือด^{[ 35 ]}

แคมเบียมหลอดเลือดสร้างไซเล็มทุติยภูมิชั้นใหม่ทุกปี^{[ 36 ]}ท่อไซเล็มจะตายเมื่อโตเต็มที่ (ในบางชนิด) แต่มีหน้าที่ในการขนส่งน้ำส่วนใหญ่ผ่านเนื้อเยื่อหลอดเลือดในลำต้นและราก

รากของต้นไม้มักจะเติบโตจนมีเส้นผ่านศูนย์กลางเป็นสามเท่าของความกว้างของกิ่งก้าน โดยมีเพียงครึ่งหนึ่งเท่านั้นที่อยู่ใต้ลำต้นและเรือนยอด รากจากด้านหนึ่งของต้นไม้มักจะส่งสารอาหารไปยังใบไม้ที่อยู่ด้านเดียวกัน อย่างไรก็ตาม บางวงศ์ เช่น วงศ์ Sapindaceae ( วงศ์ เมเปิล ) ไม่แสดงความสัมพันธ์ระหว่างตำแหน่งของรากกับตำแหน่งที่รากส่งสารอาหารไปยังส่วนต่างๆ ของพืช^{[ 37 ]}

มีความสัมพันธ์ระหว่างรากที่ใช้กระบวนการรับรู้ของพืชเพื่อรับรู้สภาพแวดล้อมทางกายภาพเพื่อการเจริญเติบโต^{[ 38 ]}รวมถึงการรับรู้แสง^{[ 39 ]}และสิ่งกีดขวางทางกายภาพ พืชยังรับรู้แรงโน้มถ่วงและตอบสนองผ่านทางเดินของออกซิน^{[ 40 ]}ส่งผลให้เกิด การตอบสนอง ต่อแรงโน้มถ่วงเมื่อเวลาผ่านไป รากสามารถทำให้ฐานรากแตก ท่อน้ำขาด และทางเท้ายกตัวขึ้นได้ งานวิจัยแสดงให้เห็นว่ารากมีความสามารถในการจดจำราก 'ของตัวเอง' และ 'ไม่ใช่ของตัวเอง' ในสภาพแวดล้อมของดินเดียวกัน^{[ 41 ]}

สภาพแวดล้อมที่เหมาะสมของอากาศแร่ธาตุและน้ำจะนำทางให้รากพืชเจริญเติบโตไปในทิศทางใดก็ได้เพื่อตอบสนองความต้องการของพืช รากจะหลีกเลี่ยงหรือหดตัวออกจากดินแห้ง^{[ 42 ]}หรือสภาพดินที่ไม่ดีอื่นๆ

การตอบสนองต่อแรงโน้มถ่วงจะนำทางให้รากเจริญเติบโตลงด้านล่างเมื่องอกซึ่งเป็นกลไกการเจริญเติบโตของพืชที่ทำให้ลำต้นเจริญเติบโตขึ้นด้านบนด้วย^{[ 43 ]} รากประเภทต่างๆ เช่น รากหลัก รากแรกเริ่ม รากแขนง และรากมงกุฎ จะคงอยู่ที่มุมจุดตั้งค่าการตอบสนองต่อแรงโน้มถ่วงที่แตกต่างกัน กล่าวคือ ทิศทางที่พวกมันเจริญเติบโต การวิจัยล่าสุดแสดงให้เห็นว่ามุมรากในพืชตระกูลธัญพืช เช่น ข้าวบาร์เลย์และข้าวสาลี ถูกควบคุมโดยยีนใหม่ที่เรียกว่า Enhanced Gravitropism 1 (EGT1) ^{[ 44 ]}

งานวิจัยระบุว่ารากพืชที่กำลังเจริญเติบโตเพื่อค้นหาสารอาหารที่เพียงพอสามารถรับรู้และหลีกเลี่ยงการอัดแน่นของดินได้โดยการแพร่กระจายของก๊าซเอทิลีน^{[ 45 ]}

เพื่อหลีกเลี่ยงร่มเงา พืชจะใช้การตอบสนองการหลีกเลี่ยงร่มเงา เมื่อพืชอยู่ใต้พืชพรรณหนาแน่น การมีพืชพรรณอื่นอยู่ใกล้เคียงจะทำให้พืชหลีกเลี่ยงการเจริญเติบโตด้านข้างและมีการเพิ่มขึ้นของการเจริญเติบโตของลำต้นขึ้นด้านบน รวมถึงการเจริญเติบโตของรากลงด้านล่าง เพื่อหลีกเลี่ยงร่มเงา พืชจะปรับโครงสร้างราก โดยเฉพาะอย่างยิ่งโดยการลดความยาวและปริมาณของรากแขนงที่งอกออกมาจากรากหลัก การทดลองกับสายพันธุ์กลายพันธุ์ของArabidopsis thalianaพบว่าพืชรับรู้ถึงอัตราส่วนแสงสีแดงต่อแสงสีแดงไกลที่เข้าสู่พืชผ่านตัวรับแสงที่เรียกว่าไฟโตโครม [ ^{46 ] ใบ}พืชที่อยู่ใกล้เคียงจะดูดซับแสงสีแดงและสะท้อนแสงสีแดงไกล ซึ่งจะทำให้อัตราส่วนแสงสีแดงต่อแสงสีแดงไกลลดลง ไฟโตโครม PhyA ที่รับรู้อัตราส่วนแสงสีแดงต่อแสงสีแดงไกลนี้อยู่ทั้งในระบบรากและระบบลำต้นของพืช แต่จากการทดลองกับสายพันธุ์กลายพันธุ์แบบน็อกเอาต์ พบว่า PhyA ที่อยู่บริเวณรากไม่รับรู้อัตราส่วนแสง ไม่ว่าจะโดยตรงหรือตามแนวแกน ซึ่งนำไปสู่การเปลี่ยนแปลงในโครงสร้างรากแขนง^{[ 46 ]}งานวิจัยกลับพบว่า PhyA ที่อยู่เฉพาะที่ยอดเป็นไฟโตโครมที่รับผิดชอบในการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างของรากแขนง งานวิจัยยังพบว่าไฟโตโครมทำให้การเปลี่ยนแปลงโครงสร้างเหล่านี้เสร็จสมบูรณ์โดยการควบคุมการกระจายตัวของออกซินในรากของพืช^{[ 46 ]}เมื่อ PhyA ตรวจจับอัตราส่วนสีแดงต่อสีแดงไกลที่ต่ำพอ PhyA ในยอดส่วนใหญ่จะอยู่ในรูปแบบที่ทำงานได้^{[ 47 ]}ในรูปแบบนี้ PhyA จะทำให้ ปัจจัยการถอดรหัส HY5 มีเสถียรภาพ ทำให้ไม่ถูกย่อยสลายเหมือนเมื่อ PhyA อยู่ในรูปแบบที่ไม่ทำงาน ปัจจัยการถอดรหัสที่มีเสถียรภาพนี้จะสามารถถูกลำเลียงไปยังรากของพืชผ่านทางโฟลเอ็มซึ่งจะดำเนินการกระตุ้นการถอดรหัสของตัวเองเพื่อขยายสัญญาณ ในรากของพืช HY5 ทำหน้าที่ยับยั้งปัจจัยการตอบสนองต่อออกซินที่รู้จักกันในชื่อ ARF19 ซึ่งเป็นปัจจัยการตอบสนองที่รับผิดชอบในการแปล PIN3 และ LAX3 ซึ่งเป็นโปรตีน ขนส่งออกซิ น ที่รู้จักกันดีสองชนิด ^{[ 47 ]}ดังนั้น การควบคุม ARF19 จะทำให้ระดับและกิจกรรมของ ตัวขนส่ง ออกซิน PIN3 และ LAX3 ถูกยับยั้ง^{[ 47 ]}เมื่อถูกยับยั้ง ระดับออกซินจะต่ำในบริเวณที่ปกติแล้วรากแขนงจะงอกออกมา ส่งผลให้พืชไม่สามารถสร้างรากแขนงแรกเริ่มผ่านเนื้อเยื่อ รอบรากได้ด้วยการจัดการที่ซับซ้อนของการลำเลียงออกซินในรากนี้ การงอกของรากด้านข้างจะถูกยับยั้งในราก และรากจะยืดตัวลงด้านล่างแทน ส่งเสริมการเจริญเติบโตในแนวตั้งของพืชเพื่อพยายามหลีกเลี่ยงร่มเงา^{[ 46 ] [ 47 ]}

การวิจัยเกี่ยวกับ Arabidopsis นำไปสู่การค้นพบวิธีการทำงานของการตอบสนองของรากที่ควบคุมโดยออกซิน ในความพยายามที่จะค้นพบบทบาทของไฟโตโครมในการพัฒนารากแขนง Salisbury et al. (2007) ได้ทำการทดลองกับArabidopsis thalianaที่ปลูกบนจานวุ้น Salisbury et al. ใช้พืชสายพันธุ์ป่าร่วมกับ Arabidopsis กลายพันธุ์ที่มีการตัดโปรตีนและยีนออกหลายแบบ เพื่อสังเกตผลลัพธ์ที่การกลายพันธุ์เหล่านี้มีต่อโครงสร้างราก การมีอยู่ของโปรตีน และการแสดงออกของยีน ในการทำเช่นนี้ Salisbury et al. ใช้การเรืองแสง GFP ร่วมกับภาพมาโครและไมโครสโคปิกรูปแบบอื่นๆ เพื่อสังเกตการเปลี่ยนแปลงใดๆ ที่เกิดจากการกลายพันธุ์ต่างๆ จากการวิจัยเหล่านี้ Salisbury et al. สามารถตั้งทฤษฎีได้ว่าไฟโตโครมที่อยู่ในลำต้นจะเปลี่ยนแปลงระดับออกซินในราก ควบคุมการพัฒนารากแขนงและโครงสร้างรากโดยรวม^{[ 46 ]}ในการทดลองของ van Gelderen et al. (2018) พวกเขาต้องการตรวจสอบว่าหน่อของA. thalianaเปลี่ยนแปลงและส่งผลต่อการพัฒนาและโครงสร้างของรากอย่างไร เพื่อทำเช่นนี้ พวกเขานำ ต้น Arabidopsisมาปลูกในเจลวุ้นและให้รากและหน่อสัมผัสกับแหล่งกำเนิดแสงที่แยกจากกัน จากนั้น พวกเขาเปลี่ยนความยาวคลื่นของแสงที่หน่อและรากของพืชได้รับ และบันทึกความหนาแน่นของรากแขนง ปริมาณรากแขนง และโครงสร้างทั่วไปของรากแขนง เพื่อระบุหน้าที่ของตัวรับแสง โปรตีน ยีน และฮอร์โมนที่เฉพาะเจาะจง พวกเขาใช้Arabidopsisกลายพันธุ์แบบน็อกเอาต์ต่างๆ และสังเกตการเปลี่ยนแปลงที่เกิดขึ้นในโครงสร้างของรากแขนง จากการสังเกตและการทดลองต่างๆ van Gelderen และคณะ สามารถพัฒนากลไกสำหรับการตรวจจับอัตราส่วนแสงสีแดงต่อแสงสีแดงไกลของรากที่เปลี่ยนแปลงการพัฒนาของรากแขนงได้^{[ 47 ]}

ระบบรากที่แท้จริงประกอบด้วยรากหลักและรากแขนง (หรือรากข้าง )

• ระบบรากแบบกระจาย: รากหลักไม่เด่นชัด ระบบรากทั้งหมดเป็นรากฝอยและแตกแขนงไปทุกทิศทาง พบได้บ่อยในพืชใบเลี้ยงเดี่ยวหน้าที่หลักของรากฝอยคือการยึดพืชไว้กับพื้น

ราก หรือส่วนต่างๆ ของรากของพืชหลายชนิด มีความเชี่ยวชาญเฉพาะด้านเพื่อทำหน้าที่ปรับตัวนอกเหนือจากหน้าที่หลักสองประการที่ได้กล่าวไว้ในบทนำ

• รากพิเศษเกิดขึ้นนอกลำดับการสร้างรากตามปกติซึ่งมักเกิดขึ้นจากกิ่งก้านของรากหลัก แต่กลับเกิดขึ้นจากลำต้น กิ่งก้าน ใบ หรือรากไม้เก่า รากพิเศษมักพบในพืชใบเลี้ยงเดี่ยวและเฟิร์น แต่ก็พบใน พืชใบเลี้ยง คู่ หลายชนิด เช่นโคลเวอร์ ( Trifolium ) ไอวี่ ( Hedera ) สตรอว์เบอร์รี ( Fragaria ) และวิลโลว์ ( Salix ) รากอากาศและรากค้ำส่วนใหญ่เป็นรากพิเศษ ในสนบางชนิด รากพิเศษอาจเป็นส่วนที่ใหญ่ที่สุดของระบบราก การสร้างรากพิเศษจะเพิ่มขึ้นในพืชหลายชนิดในช่วงที่จมอยู่ใต้น้ำ (บางส่วน) เพื่อเพิ่มการแลกเปลี่ยนก๊าซและการเก็บก๊าซ เช่น ออกซิเจน^{[ 48 ]}สามารถจำแนกประเภทของรากพิเศษได้ โดยขึ้นอยู่กับสัณฐานวิทยา พลวัตการเจริญเติบโต และหน้าที่^{[ 49 ] [ 50 ]}
• รากหายใจ (หรือรากข้อเข่าหรือรากข้อเข่าหรือรากหายใจ ) คือรากที่โผล่ขึ้นเหนือพื้นดิน โดยเฉพาะเหนือน้ำ เช่นใน พืช ป่าชายเลน บาง สกุล (เช่นAvicennia , Sonneratia ) ในพืชบางชนิด เช่นAvicenniaรากที่ตั้งตรงจะมีรูหายใจจำนวนมากเพื่อแลกเปลี่ยนก๊าซ
• รากอากาศ : รากที่อยู่เหนือพื้นดินทั้งหมด เช่น ในไม้เลื้อย ( Hedera ) หรือในกล้วยไม้เกาะอาศัย รากอากาศจำนวนมากใช้ในการรับน้ำและสารอาหารโดยตรงจากอากาศ เช่น หมอก น้ำค้าง หรือความชื้นในอากาศ ^{[ 51 ]}บางชนิดอาศัยระบบใบในการเก็บน้ำฝนหรือความชื้น และเก็บไว้ในเกล็ดหรือช่อง รากอากาศอื่นๆ เช่น รากอากาศของต้น โกงกางใช้สำหรับการระบายอากาศ ไม่ใช่การดูดซึมน้ำ รากอากาศอื่นๆ ใช้เป็นหลักสำหรับโครงสร้าง ทำหน้าที่เป็นรากค้ำยัน เช่น ในข้าวโพดหรือรากยึด หรือเป็นลำต้นในต้นมะเดื่อยักษ์ในพืชเกาะอาศัยบางชนิด ซึ่งเป็นพืชที่อาศัยอยู่เหนือผิวดินบนพืชชนิดอื่น รากอากาศทำหน้าที่ในการเข้าถึงแหล่งน้ำหรือเข้าถึงผิวดิน จากนั้นจึงทำหน้าที่เหมือนรากผิวดินทั่วไป ^{[ 51 ]}
• รากเรือนยอด /รากต้นไม้ : รากที่เกิดขึ้นเมื่อกิ่งก้านของต้นไม้รองรับกลุ่มของเอพิไฟต์และเศษซากพืช ซึ่งกักเก็บน้ำและสารอาหารไว้ในเรือนยอด รากเหล่านี้จะเจริญเติบโตเข้าไปในกลุ่มของเอพิไฟต์และเศษซากพืชเหล่านั้น โดยมีแนวโน้มที่จะใช้ประโยชน์จากสารอาหารและความชื้นที่มีอยู่ ^{[ 52 ]}
• รากขนาดใหญ่ : รากที่เกิดการเจริญเติบโตทุติยภูมิและมีโครงสร้างเป็นเนื้อไม้ รากเหล่านี้สามารถดูดซับน้ำและสารอาหารได้บ้าง แต่หน้าที่หลักคือการลำเลียงและเป็นโครงสร้างเชื่อมต่อรากฝอยที่มีขนาดเล็กกว่าเข้ากับส่วนอื่นๆ ของพืช
• รากหดตัว : รากที่ดึงหัวหรือเหง้าของพืชใบเลี้ยงเดี่ยวเช่นดอกไฮยาซินธ์และ ดอก ลิลลี่และรากแก้ว บางชนิด เช่นดอกแดนดิไลออนให้ลึกลงไปในดินโดยการขยายตัวในแนวรัศมีและหดตัวในแนวยาว รากเหล่านี้มีพื้นผิวย่น^{[ 53 ]}
• รากปะการัง : คล้ายกับปุ่มราก รากชนิดนี้ให้ไนโตรเจนแก่พืช มักมีขนาดใหญ่กว่าปุ่มราก แตกแขนง และอยู่บนหรือใกล้ผิวดิน และเป็นที่อยู่ของไซยาโนแบคทีเรีย ที่ตรึงไนโตรเจน ได้ พบได้เฉพาะใน ปาล์มไซ แคด เท่านั้น
• ระบบรากสองรูปแบบ : รากที่มีสองรูปแบบที่แตกต่างกันเพื่อทำหน้าที่สองอย่างแยกจากกัน
• รากฝอย : โดยทั่วไปเป็นรากหลักที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง <2 มิลลิเมตร ทำหน้าที่ดูดซึมน้ำและสารอาหาร มักแตกแขนงมากและช่วยค้ำจุนไมคอร์ไรซา รากเหล่านี้อาจมีอายุสั้น แต่พืชจะสร้างรากใหม่ทดแทนอย่างต่อเนื่องในกระบวนการ "การหมุนเวียน" ของราก
• รากแบบอาศัยกาฝาก : รากของพืชกาฝากที่สามารถดูดซับน้ำและสารอาหารจากพืชชนิดอื่น เช่น ต้นมิสเซิลโท ( Viscum album ) และต้นดอดเดอร์
• รากขยายพันธุ์ : รากที่สร้างตาข้างที่พัฒนาเป็นหน่อเหนือดิน เรียกว่าหน่อซึ่งจะสร้างต้นใหม่ เช่น ในต้นนมผักชีลาว ( Asclepias syriaca ) ต้นหนามแคนาดา ( Cirsium arvense )และอื่นๆ อีกมากมาย^{[ 54 ]}
• รากสังเคราะห์แสง : รากที่มีสีเขียวและสังเคราะห์แสงเพื่อสร้างน้ำตาลให้แก่พืช มีลักษณะคล้ายกับฟิลโลเคลด (phylloclades ) กล้วยไม้หลายชนิดมีรากประเภทนี้ เช่นเดนโดรฟิลแล็กซ์ (Dendrophylax ) และเทนิโอฟิลลัม (Taeniophyllum )
• รากโปรทีออยด์หรือรากกระจุก: กลุ่มรากฝอยหนาแน่นที่มีการเจริญเติบโตจำกัด ซึ่งพัฒนาขึ้นภายใต้สภาวะที่มีฟอสเฟตหรือเหล็ก ต่ำ ในวงศ์ Proteaceae และพืชบาง ชนิดจากวงศ์ต่อไปนี้ Betulaceae , Casuarinaceae , Elaeagnaceae , Moraceae , Fabaceaeและ Myricaceae
• ปุ่มราก : รากที่เป็นแหล่งอาศัยของแบคทีเรียในดินที่ตรึงไนโตรเจน ปุ่มรากเหล่านี้มักสั้นและกลม พบได้ในพืชตระกูลถั่วเกือบทุกชนิด
• รากค้ำยัน : รากพิเศษที่งอกออกมาจากลำต้นเพื่อค้ำจุนลำต้น พบได้ทั่วไปในป่าโกงกางรากเหล่านี้งอกลงมาจากกิ่งด้านข้างและแตกแขนงอยู่ในดิน
• รากสะสมอาหาร : รากที่ปรับเปลี่ยนเพื่อเก็บสะสมอาหารหรือน้ำ เช่นแครอทและบีทรูทซึ่งรวมถึงรากแก้วและรากหัว บางชนิด
• รากโครงสร้าง : รากขนาดใหญ่ที่มีการเจริญเติบโตทุติยภูมิอย่างมาก และให้การสนับสนุนทางกลแก่พืชที่มีลำต้นเป็นไม้และต้นไม้
• รากผิวดิน : รากที่เจริญเติบโตอยู่ใกล้ผิวดิน โดยใช้ประโยชน์จากน้ำและสารอาหารที่หาได้ง่าย ในบริเวณที่สภาพแวดล้อมในชั้นดินผิวดินเหมาะสม รากผิวดินจะเจริญเติบโตได้ดีและมักกลายเป็นรากหลัก
• รากหัว : รากข้างที่อวบและขยายใหญ่ขึ้น ใช้สำหรับเก็บสะสมอาหารหรือน้ำ เช่นมันเทศ เป็นรากสะสมอาหารชนิดหนึ่งที่แตกต่างจากรากแก้ว

การกระจายตัวของรากพืชมีท่อลำเลียงในดินขึ้นอยู่กับรูปร่างของพืช ความพร้อมของน้ำและสารอาหารในเชิงพื้นที่และเวลา และคุณสมบัติทางกายภาพของดิน โดยทั่วไปแล้วรากที่ลึกที่สุดจะพบในทะเลทรายและป่าสนเขตอบอุ่น ส่วนรากที่ตื้นที่สุดจะพบในทุนดรา ป่าสนเขตหนาว และทุ่งหญ้าเขตอบอุ่น รากที่ยังมีชีวิตอยู่ที่ลึกที่สุดที่เคยพบเห็นคือรากที่ลึกอย่างน้อย 60 เมตร (200 ฟุต) ใต้ผิวดิน ซึ่งพบในระหว่างการขุดเหมืองเปิดในรัฐแอริโซนา สหรัฐอเมริกา รากบางชนิดสามารถเจริญเติบโตได้ลึกเท่ากับความสูงของต้นไม้ อย่างไรก็ตาม รากส่วนใหญ่ของพืชส่วนใหญ่จะพบอยู่ใกล้ผิวดิน ซึ่งมีสารอาหารและการระบายอากาศที่เอื้อต่อการเจริญเติบโตมากกว่า ความลึกของรากอาจถูกจำกัดทางกายภาพโดยหินหรือดินอัดแน่นที่อยู่ใกล้ผิวดิน หรือโดยสภาพดินที่ขาดออกซิเจน

บันทึกฟอสซิลของราก—หรือที่จริงแล้วคือช่องว่างที่ถูกเติมเต็มซึ่งรากเน่าเปื่อยหลังจากตาย—ย้อนกลับไปถึงยุคไซลูเรียน ตอนปลาย ประมาณ 430 ล้านปีก่อน^{[ 57 ]}การระบุตัวตนของรากเหล่านี้ทำได้ยาก เนื่องจากแบบจำลองและแม่พิมพ์ของรากมีลักษณะคล้ายกับโพรงของสัตว์มาก พวกมันสามารถแยกแยะได้โดยใช้คุณลักษณะต่างๆ^{[ 58 ]}การพัฒนาทางวิวัฒนาการของรากน่าจะเกิดขึ้นจากการดัดแปลงเหง้า ตื้นๆ (ลำต้นแนวนอนที่ดัดแปลงแล้ว) ซึ่งยึดพืชมีท่อลำเลียงดั้งเดิมไว้ รวมกับการพัฒนาของส่วนที่ยื่นออกมาเป็นเส้นใย (เรียกว่าไรโซอยด์ ) ซึ่งยึดพืชและนำน้ำจากดินไปยังพืช^{[ 59 ]}

แสงได้รับการพิสูจน์แล้วว่ามีผลกระทบต่อรากบ้าง แต่ยังไม่มีการศึกษามากเท่ากับผลกระทบของแสงต่อระบบพืชอื่นๆ การวิจัยในช่วงต้นทศวรรษ 1930 พบว่าแสงลดประสิทธิภาพของกรดอินโดล-3-อะซิติกในการเริ่มต้นของรากพิเศษ การศึกษาถั่วลันเตาในช่วงทศวรรษ 1950 แสดงให้เห็นว่าการสร้างรากแขนงถูกยับยั้งโดยแสง และในช่วงต้นทศวรรษ 1960 นักวิจัยพบว่าแสงสามารถกระตุ้น การตอบสนองต่อ แรงโน้มถ่วง ในเชิงบวก ได้ในบางสถานการณ์ ผลกระทบของแสงต่อการยืดตัวของรากได้รับการศึกษาใน พืช ใบเลี้ยงเดี่ยวและ พืช ใบเลี้ยงคู่โดยการศึกษาส่วนใหญ่พบว่าแสงยับยั้งการยืดตัวของราก ไม่ว่าจะเป็นแบบเป็นช่วงๆ หรือต่อเนื่อง การศึกษาArabidopsisในช่วงทศวรรษ 1990 แสดงให้เห็นถึงการตอบสนอง ต่อแสงในเชิงลบ และการยับยั้งการยืดตัวของขนรากในแสงที่รับรู้โดยphyB ^{[ 60 ]}

พืชบางชนิด โดยเฉพาะFabaceaeจะสร้างปุ่มรากเพื่อเชื่อมโยงและสร้างความสัมพันธ์แบบพึ่งพาอาศัยกันกับแบคทีเรียตรึงไนโตรเจนที่เรียกว่าไรโซเบียมเนื่องจากต้องใช้พลังงานสูงในการตรึงไนโตรเจนจากบรรยากาศ แบคทีเรียจึงใช้สารประกอบคาร์บอนจากพืชเป็นเชื้อเพลิงในกระบวนการ ในทางกลับกัน พืชจะใช้สารประกอบไนโตรเจนที่ผลิตจากแอมโมเนียโดยแบคทีเรีย^{[ 61 ]}

อุณหภูมิของดินเป็นปัจจัยที่มีผลต่อการเริ่มต้นและการเจริญเติบโตของราก โดยปกติแล้วความยาวของรากจะได้รับผลกระทบจากอุณหภูมิมากกว่ามวลโดยรวม ซึ่งอุณหภูมิที่เย็นกว่ามักจะทำให้เกิดการเจริญเติบโตด้านข้างมากขึ้น เนื่องจากการขยายตัวลงด้านล่างถูกจำกัดด้วยอุณหภูมิที่เย็นกว่าในระดับใต้ดิน ความต้องการจะแตกต่างกันไปตามชนิดของพืช แต่ในเขตภูมิอากาศอบอุ่น อุณหภูมิที่เย็นอาจจำกัดระบบราก พืชที่ชอบอากาศเย็น เช่นข้าวโอ๊ตเรพซีดข้าวไรย์ข้าวสาลีจะเจริญเติบโตได้ดีกว่าในอุณหภูมิที่ต่ำกว่าพืช ฤดูร้อน เช่นข้าวโพดและฝ้ายนักวิจัยพบว่าพืชเช่นฝ้ายจะพัฒนารากแก้ว ที่กว้างและสั้นกว่า ในอุณหภูมิที่เย็นกว่า รากแรกที่งอกออกมาจากเมล็ดมักจะมีเส้นผ่านศูนย์กลางที่กว้างกว่ารากแขนง ดังนั้นจึงคาดว่าจะมีเส้นผ่านศูนย์กลางรากที่เล็กลงหากอุณหภูมิเพิ่มขึ้นทำให้เกิดการเริ่มต้นของราก เส้นผ่านศูนย์กลางของรากยังลดลงเมื่อรากยืดตัว^{[ 62 ]}

พืชสามารถมีปฏิสัมพันธ์กันในสภาพแวดล้อมผ่านระบบราก การศึกษาแสดงให้เห็นว่าปฏิสัมพันธ์ระหว่างพืชเกิดขึ้นระหว่างระบบรากโดยใช้ดินเป็นสื่อกลาง นักวิจัยได้ทดสอบว่าพืชที่เติบโตในสภาพแวดล้อมปกติจะเปลี่ยนพฤติกรรมหรือไม่หากพืชที่อยู่ใกล้เคียงสัมผัสกับสภาวะแห้งแล้ง^{[ 63 ]} เนื่องจากพืชที่อยู่ใกล้เคียงไม่แสดงการเปลี่ยนแปลงใดๆ ในการ เปิดปาก ใบนักวิจัยจึงเชื่อว่าสัญญาณความแห้งแล้งแพร่กระจายผ่านรากและดิน ไม่ใช่ผ่านทางอากาศในรูปของสัญญาณเคมีระเหย^{[ 64 ]}

จุลินทรีย์ในดินสามารถยับยั้งทั้งโรคและจุลินทรีย์ที่เป็นประโยชน์ต่อราก (เชื้อราไมคอร์ไรซาจะเจริญเติบโตได้ง่ายกว่าในดินที่ปราศจากเชื้อ) การใส่เชื้อแบคทีเรียในดินสามารถเพิ่มการยืดตัวของปล้อง เพิ่มผลผลิต และเร่งการออกดอก การเคลื่อนย้ายของแบคทีเรียไปตามรากจะแตกต่างกันไปตามสภาพดินตามธรรมชาติ ตัวอย่างเช่น งานวิจัยพบว่าระบบรากของเมล็ดข้าวสาลีที่ใส่เชื้อAzotobacterแสดงให้เห็นว่ามีประชากรแบคทีเรียมากขึ้นในดินที่เอื้อต่อ การเจริญเติบโต ของ Azotobacterงานวิจัยบางชิ้นไม่ประสบความสำเร็จในการเพิ่มระดับของจุลินทรีย์บางชนิด (เช่นP. fluorescens ) ในดินตามธรรมชาติโดยไม่ต้องทำการฆ่าเชื้อก่อน^{[ 65 ]}

ระบบรากหญ้ามีประโยชน์ในการลดการกัดเซาะดินโดยการยึดดินไว้ด้วยกัน หญ้า หลายปีที่เติบโตตามธรรมชาติในทุ่งหญ้าจะเพิ่มอินทรียวัตถุให้กับดินเมื่อรากเก่าของพวกมันเน่าเปื่อยหลังจากถูกโจมตีโดยเชื้อราที่ เป็นประโยชน์ โปรโตซัวแบคทีเรีย แมลง และหนอน ซึ่งจะปล่อยสารอาหารออกมา^{[ 22 ]}

นักวิทยาศาสตร์สังเกตเห็นความหลากหลายอย่างมีนัยสำคัญของจุลินทรีย์ที่ปกคลุมราก โดยพบว่ามีจุลินทรีย์ปกคลุมเพียงประมาณ 10 เปอร์เซ็นต์ของส่วนรากอายุ 3 สัปดาห์ ในรากที่อายุน้อยกว่านั้นมีการปกคลุมต่ำกว่ามาก แต่แม้ในรากอายุ 3 เดือน การปกคลุมก็มีเพียงประมาณ 37% เท่านั้น ก่อนปี 1970 นักวิทยาศาสตร์เชื่อว่าพื้นผิวรากส่วนใหญ่ถูกปกคลุมด้วยจุลินทรีย์^{[ 22 ]}

นักวิจัยที่ศึกษา ต้นกล้า ข้าวโพดพบว่าการดูดซึมแคลเซียมจะมากที่สุดใน ส่วนปลาย รากและโพแทสเซียมที่โคนราก การดูดซึมในส่วนอื่นๆ ของรากจะคล้ายคลึงกัน โพแทสเซียมที่ดูดซึมได้จะถูกลำเลียงไปยังปลายราก และไปยังส่วนอื่นๆ ของรากในระดับที่น้อยกว่า จากนั้นจึงไปยังลำต้นและเมล็ด การลำเลียงแคลเซียมจากส่วนปลายรากจะช้ากว่า โดยส่วนใหญ่จะถูกลำเลียงขึ้นไปและสะสมอยู่ในลำต้นและยอด^{[ 66 ]}

นักวิจัยพบว่าการขาด K หรือ P บางส่วนไม่ได้เปลี่ยนแปลง องค์ประกอบของ กรดไขมันของฟอสฟาติดิลโคลีนใน พืช Brassica napus L.ในทางกลับกัน การขาดแคลเซียมทำให้ สารประกอบ โพลีอันอิ่มตัว ลดลงอย่างเห็นได้ชัด ซึ่งคาดว่าจะส่งผลเสียต่อความสมบูรณ์ของเยื่อหุ้มเซลล์ พืช ซึ่งอาจส่งผลต่อคุณสมบัติบางอย่าง เช่น การซึมผ่าน และจำเป็นต่อ กิจกรรมการดูด ซับไอออนของเยื่อหุ้มราก^{[ 67 ]}

คำว่าพืชหัวหมายถึงโครงสร้างใต้ดินของพืชที่กินได้ แต่พืชหัวหลายชนิดเป็นลำต้น เช่น หัว มันฝรั่ง ราก ที่กินได้ ได้แก่มันสำปะหลัง มันเทศ บีท รูท แครอทรูตาบากา หัวผักกาดพาร์สนิป หัวไชเท้ามันเทศและฮอร์สแรดิช เครื่องเทศที่ได้จากราก ได้แก่ซัสซาฟราส แองเจ ลิกา ซาร์ซาพาริลลาและชะเอม เทศ

หัวบีทเป็นแหล่งน้ำตาลที่สำคัญ ราก มันเทศเป็นแหล่งของ สารประกอบ เอสโตรเจนที่ใช้ในยาคุมกำเนิดสารพิษต่อปลาและยาฆ่าแมลงโรเทโนนได้จากรากของ พืชสกุล Lonchocarpusยาสำคัญที่ได้จากราก ได้แก่โสม อะโคไนต์ ไอเปแคคเจนเชียนและรีเซอร์พีนพืชตระกูลถั่วหลายชนิดที่มีปุ่มรากตรึงไนโตรเจนใช้เป็นพืชปุ๋ยพืชสด ซึ่งให้ปุ๋ยไนโตรเจนแก่พืชชนิดอื่นเมื่อไถกลบ ราก ไซเปรสหัวโล้น ชนิดพิเศษ ที่เรียกว่า "เข่า" ขายเป็นของที่ระลึก ฐานโคมไฟ และแกะสลักเป็นงานศิลปะพื้นบ้านชาวอเมริกันพื้นเมืองใช้รากที่ยืดหยุ่นของต้นสนขาวในการทำตะกร้า

ราก ของต้นไม้สามารถดันและทำลายทางเท้าคอนกรีต และบดขยี้หรืออุดตันท่อที่ฝังอยู่ใต้ดิน ได้ ^{[ 68 ]}รากอากาศของต้นมะเดื่อยักษ์ได้สร้างความเสียหายให้กับวิหารมายา โบราณ ในอเมริกากลางและวิหารอังกอร์วัดในกัมพูชา

ต้นไม้ช่วยยึดดินบนเนินลาดที่เสี่ยงต่อการเกิดดินถล่มรากฝอยทำหน้าที่เหมือนสมอตรึงดินไว้

การขยายพันธุ์พืชโดยการปักชำนั้นอาศัยการสร้างรากพิเศษ พืชหลายร้อยล้านต้นถูกขยายพันธุ์โดยการปักชำทุกปี รวมถึงดอกเบญจมาศ ต้นคริสต์มาสดอกคาร์เนชั่นไม้พุ่มประดับและไม้กระถาง อีก มากมาย

รากยังช่วยปกป้องสิ่งแวดล้อมได้ด้วยการยึดดินเพื่อลดการกัดเซาะดิน ซึ่งมีความสำคัญอย่างยิ่งในพื้นที่เช่นเนิน ทราย

• การดูดซึมน้ำ
• หัวเข่าต้นไซเปรส
• การเกิดรากใหม่ภายใต้สภาวะแห้งแล้ง
• ระบบรากฝอย
• ไมคอร์ไรซา – ภาวะพึ่งพาอาศัยกันระหว่างรากพืช โดยเส้นใยแต่ละเส้นที่ยื่นออกมาจากไมซีเลียมของเชื้อราจะเข้าไปอาศัยอยู่ในรากของพืชเจ้าบ้าน
• เครือข่ายไมคอร์ไรซา
• สรีรวิทยาของพืช
• ไรโซสเฟียร์ – บริเวณดินรอบรากที่ได้รับอิทธิพลจากสารคัดหลั่งของรากและจุลินทรีย์ที่มีอยู่
• การปักชำราก
• ผงเร่งราก
• สโตลอน
• ผลของทานาดะ
• รากแก้ว

วิกิมีเดียคอมมอนส์มีสื่อที่เกี่ยวข้องกับRoots

Wikiquote มีคำคมที่เกี่ยวข้องกับRoot

• พฤกษศาสตร์ – มหาวิทยาลัยอาร์คันซอ ลิตเติลร็อก
• วิดีโอไทม์แลปส์แสดงการเจริญเติบโตของรากบน YouTube