Корневая система культурных видов лука характеризуется общим типом строения. У всех изучавшихся видов первичная кора имеет хорошо выраженный наружный слой, состоящий из плотно смыкающихся, мелких, уплощенных, темноокрашенных клеток экзодермы, выполняющих защитную функцию.
За экзодермой лежат паренхимные тонкостенные клетки. Сначала идет слой крупных многогранных клеток, за ним следует несколько слоев более мелких. Средняя часть первичной коры состоит из округлых, рыхло лежащих клеток, между которыми образуются воздухоносные полости и межклетники. Ближе к эндодерме клетки коры опять становятся более мелкими и плотно прилегают одна к другой.
Внутренний слой первичной коры — эндодерма — располагается однослойным кольцом вокруг осевого цилиндра. Клетки ее имеют характерное утолщение оболочек.
Осевой цилиндр всех исследованных видов лука состоит из проводящего пучка и основной ткани, наружная часть которой — перицикл — однослойная, образованная плотно лежащими прямоугольными клетками. Внутрь от перицикла размещается проводящий пучок, ксилемные и флоэмные группы которого расположены радиально.
Однако корневая система отдельных видов имеет некоторые специфические отличия, которые могут быть в определенной степени использованы в качестве систематических признаков, определяющих в то же время скороспелость и степень засухоустойчивости.
Первичная кора корня лука-порея состоит из 13 рядов крупных округлых клеток. Проводящая система образована двумя центральными крупными сосудами с примыкающими к ним 6 ксилемными группами, между которыми расположены узкие пучки флоэмы. В некоторых случаях корни срастаются между собой, тогда наряду с одиночными осевыми цилиндрами встречаются и по 2 цилиндра.
Первичная кора корня лука-батуна на поперечном срезе состоит из 13 рядов сравнительно мелких округлых клеток. Проводящий пучок имеет один центральный сосуд и 4 радиальные группы сосудов. Пучки флоэмы широкие.
У корня лука многоярусного мощно развита первичная кора, образованная 18 рядами крупных паренхимных клеток. Проводящая система имеет 6-лучевое строение. Встречаются корни с одним или реже с 2 центральными сосудами. У этого вида сильно развита флоэма.
Корневая система лука душистого характеризуется крупными клетками первичной коры, образующими вокруг осевого цилиндра 10 рядов. В ксилеме проводящего пучка имеется один центральный сосуд и 4 луча с более мелкими сосудами. Флоэма развита слабо.
Первичная кора корня шнитт-лука образована 18 рядами крупных клеток. Осевой цилиндр небольшого диаметра состоит из мелких клеток. Проводящий пучок построен по 4- лучевому плану с одним крупным сосудом в центре.
Кора корня репчатого лука состоит из 15 рядов мелких паренхимных клеток. По строению осевого цилиндра корни можно отнести к двум типам: с 1 центральным сосудом и 5 ксилемными группами, с 3 сосудами в центре и 7 ксилемными группами. Флоэма в обоих случаях сильно развита.
Основные изменения в анатомическом строении корневой системы видов лука касаются первичной коры и проводящей системы, главным образом расположения сосудов. Размер первичной коры определяется в первую очередь числом рядов клеток по размеру корня, которое колеблется от 10 у лука душистого до 18 у шнитт-лука и лука многоярусного. Но не всегда существует прямая зависимость между числом рядов клеток и радиальной толщиной коры. Существенную роль играет размер самих клеток. Наиболее крупные клетки первичной коры обнаружены в корнях лука душистого, их размеры меньше у лука репчатого и батуна.
В корнях, имеющих наименьший диаметр осевого цилиндра, проводящая система построена по тетрархному типу — с одним крупным центральным сосудом (шнитт-лук, лук-батун, лук душистый). При наличии более крупных осевых цилиндров в пределах одного вида могут встречаться наряду с одним центральным сосудом 2 и больше, а строение проводящего пучка характеризуется полиархностью. Кроме того, 2-летние виды лука наряду с одним центральным сосудом имеют несколько более мелких сосудов, а иногда и несколько проводящих пучков (при срастании корней), тогда как многолетние виды имеют один мощный осевой цилиндр. С возрастом или в условиях кратковременной засухи у 2-летних видов лука проводящие пучки и мелкие сосуды легче теряют тургор, и растения вследствие сокращения поступления влаги и питательных веществ заканчивают вегетацию, тогда как у многолетних видов центральный сосуд в аналогичных условиях не теряет так быстро тургора, и корни функционируют нормально, слабо реагируя на кратко-временную засуху. Поэтому по структуре корневой системы некоторых видов лука можно в какой-то мере судить о длине их периода вегетации и засухоустойчивости.
Семя. Для видов лука, размножающихся семенами, представляет интерес анатомическое строение последних. В анатомическом строении семени различных видов лука нет принципиальной разницы. По данным Ткаченко, семя репчатого лука состоит из семенной кожуры (спермодермы), эндосперма и зародыша. Зародыш имеет крючкообразную форму, располагается по краю семени и окружен эндоспермом. Хитиновый слой кожуры плотный, с поверхности имеет округло-четырех — или многогранные клетки с волнистыми краями, что способствует прочному соединению клеток друг с другом. Под кожурой располагаются несколько слоев сжатых клеток, окружающих эндосперм. Эти клетки имеют неправильную 5-гранную форму, толстые оболочки и плотно прилегают друг к другу. Клетки эндоспермы удлиненные, тонкостенные и располагаются перпендикулярно к клеткам кожуры семени; заполнены крахмальными и алейроновыми зернами, а также каплями жидкого масла.