向重力性是植物通过感知重力方向调整器官生长轨迹的生物学特征，其核心机制涉及特殊细胞器与信号传导系统的协同作用。

2025年结构生物学研究揭示，AUX1蛋白通过第249位组氨酸残基特异性识别生长素分子，依赖质子浓度梯度实现跨膜运输，其功能缺陷会导致拟南芥根的向重力性丧失。淀粉体移动促使RLD蛋白与LZY蛋白形成复合体，定向引导PIN家族蛋白在细胞膜上的定位，最终建立生长素不对称分布。

拟南芥驱动蛋白KCH3与KCH7在根的中柱细胞中特异性表达，并通过其调宁蛋白同源结构域介导微丝骨架的成束和动态周转。该过程调控了多种PIN家族生长素转运蛋白的丰度与极性定位，从而影响生长素向根尖的运输及其在重力刺激下的侧向不对称分布，这是根向重力性反应的重要调控环节。这一机制拓展了微丝骨架仅通过影响淀粉体沉降来调控向重力性的已有认知。

19世纪奥地利植物学家首次提出“淀粉-平衡石”假说，但直至2023年光学镊子操纵实验才直接验证该理论。传统机械转导模型被位置传感器模型取代，证实LZY蛋白通过追踪淀粉体位移而非受力传导信号。

2026年发表的研究表明，KCH家族蛋白通过调控微丝骨架促进生长素浓度梯度的建立，从而影响根的向重力性反应，并显示了物种间演化差异。

根冠细胞中的淀粉体在重力作用下沉积于细胞底部，这种动态定位通过影响细胞骨架结构产生机械信号。Ca2+和H+离子作为第二信使，分别在0.5分钟和2分钟内响应重力变化，其中H+梯度改变导致细胞壁延展性差异，引发器官弯曲生长。研究证实，LZY蛋白家族作为信号转导枢纽，其质膜极性分布受淀粉体空间位置直接调控。

2025年西北农林科技大学研究发现，干旱胁迫下MIZ1蛋白通过抑制PIN2/3的膜定位，降低根系向重力性敏感度，优先启动向水性生长。微重力模拟实验显示，该调控模块可使根系重力响应延迟超过2小时，为植物适应多变环境提供分子开关。