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更新時間:2026-06-08
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大豆與根瘤菌的共生固氮是農業生態系統中最重要的氮素來源之一,結瘤數目、根瘤分布位置及固氮酶活性直接決定了共生體系對氮肥的替代潛力。然而,傳統研究方法需要將植株從基質中拔出、清洗根系、計數結瘤、或通過乙炔還原法測定固氮活性。這一過程不僅破壞了根瘤的原位結構,更丟失了動態信息——畢竟,你無法對同一株大豆反復拔根。
“科辰星飛"植物活體成像系統憑借其獨特的基質穿透成像模式,可在不破壞根系的前提下,對生長在土或蛭石中的大豆根系進行活體生物發光成像。通過將固氮酶關鍵基因與熒光素酶報告基因融合,根瘤的固氮活性可直接以發光信號的形式呈現。研究人員無需拔根、無需清洗,即可獲得根瘤數量、位置分布及活性強度的三維空間信息。
在一項大豆根瘤發育時序研究中,科研人員使用“科辰星飛"對同一植株進行了連續7天的成像。結果清晰再現了根瘤從膨大到成熟、固氮活性從啟動到達峰的全過程:接種后第10天出現第一波可見的發光根瘤,第14天發光強度達到峰值,此后穩定維持至第21天。這一時間窗口的精確捕捉,為后續的轉錄組采樣和代謝物分析提供了最佳時間點。
“科辰星飛"讓共生固氮研究從“終點破壞性取樣"邁入了“活體時序追蹤"的新時代。