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ARC微生物菌剂缓解黑暗胁迫下花生根瘤功能衰退的效应

文献类型： 中文期刊

作者： 赵亚;张文;王督;张良晓;张奇;韩琴;王伟;李培武

作者机构：

关键词： 花生;黑暗胁迫;快速衰老;ARC微生物菌剂;根瘤表型及活性

期刊名称：中国农业科学

ISSN： 0578-1752

年卷期： 2025 年 58 卷 22 期

页码：

收录情况： 北大核心（2023版） ; ; CSCD（2025-2026年度） ; ; 科技核心（2024版） ; ; 农林核心（2024版）

摘要： 【目的】根瘤衰老是制约豆科作物共生固氮效率的重要因素,延缓根瘤衰老、延长其功能期是提升作物产量及营养品质的有效途径。针对花生结瘤少固氮效率低,且易受黄曲霉毒素污染等难题,团队研制出ARC微生物菌剂实现了高效结瘤与提质增产。本研究旨在明确ARC对花生根瘤黑暗胁迫的缓解效应,探讨其在延长根瘤寿命、维持固氮能力及活性方面的作用。【方法】在开花下针期对植株进行黑暗胁迫处理,构建快速衰老模型,并在不同胁迫时间(0、6、12、24、36、48和72 h),利用YOLOv8s算法动态提取图像中根瘤表型特征,利用乙炔还原法测定固氮酶活性,从表型与功能活性方面评价ARC对根瘤快速衰老的调控效果。【结果】与对照组相比,ARC处理显著改善根瘤表型结构和活性:平均直径增大6.34%,每克固氮酶活性提高117.11%；根瘤表面平均亮度和色度分别提高6.32%、3.05%。RGB信息进一步表明,处理组根瘤在各通道颜色强度上均显著高于对照组,红、绿、蓝通道平均强度分别提高6.32%、8.06%和9.35%,整体颜色更加鲜活、明亮。且在黑暗胁迫诱导的快速衰老过程中,ARC处理在不同阶段均可以有效减缓根瘤表型颜色及功能活性的衰退趋势。在胁迫初期(0—6 h),对照组根瘤平均亮度和色度分别降低8.36%、16.85%,固氮酶活性下降幅度高达82.65%,表明根瘤快速进入衰老状态。而ARC处理组亮度和色度仅下降1.26%、11.31%,固氮酶活性下降63.99%,显著减缓了早期衰退进程,体现出良好的干预和保护效果。胁迫后期(72 h),处理组根瘤亮度和色度降幅分别为4.85%和20.96%,显著低于对照组的13.82%和23.15%,有效减缓了颜色劣变趋势。同时,其固氮酶活性仍为初始值的22.36%,而对照组根瘤在黑暗胁迫48 h时已失活,进一步验证了ARC在根瘤衰老调控中的持效作用。此外,采用皮尔逊相关系数分析了根瘤表面RGB三通道强度与固氮酶活性之间的关系,红色通道与酶活性呈显著正相关关系(r=0.573,P=0.0003),绿色通道相关性较弱,而蓝色通道无显著相关性。色度作为综合表征颜色变化的指标,与固氮酶活性之间的相关性最强(r=0.736,P

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