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更新时间:2026-06-08
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大豆与根瘤菌的共生固氮是农业生态系统中最重要的氮素来源之一,结瘤数目、根瘤分布位置及固氮酶活性直接决定了共生体系对氮肥的替代潜力。然而,传统研究方法需要将植株从基质中拔出、清洗根系、计数结瘤、或通过乙炔还原法测定固氮活性。这一过程不仅破坏了根瘤的原位结构,更丢失了动态信息——毕竟,你无法对同一株大豆反复拔根。
“科辰星飞"植物活体成像系统凭借其独特的基质穿透成像模式,可在不破坏根系的前提下,对生长在土或蛭石中的大豆根系进行活体生物发光成像。通过将固氮酶关键基因与荧光素酶报告基因融合,根瘤的固氮活性可直接以发光信号的形式呈现。研究人员无需拔根、无需清洗,即可获得根瘤数量、位置分布及活性强度的三维空间信息。
在一项大豆根瘤发育时序研究中,科研人员使用“科辰星飞"对同一植株进行了连续7天的成像。结果清晰再现了根瘤从膨大到成熟、固氮活性从启动到达峰的全过程:接种后第10天出现第一波可见的发光根瘤,第14天发光强度达到峰值,此后稳定维持至第21天。这一时间窗口的精确捕捉,为后续的转录组采样和代谢物分析提供了最佳时间点。
“科辰星飞"让共生固氮研究从“终点破坏性取样"迈入了“活体时序追踪"的新时代。