1.根系互作提升结瘤数量、鲜重及大瘤占比
连续两年数据显示，间作大豆的单株结瘤数少于单作大豆，但无屏障处理（NB）显著促进了结瘤形成与发育：与屏障处理（PB）相比，NB 处理下 MS30（30 cm 行距）在五叶期（V5）和鼓粒期（R4）的单株结瘤数平均分别增加 24.4% 和 21.0%，MS60（60 cm 行距）在盛花期（R2）和 R4 期分别增加 12.7% 和 13.2%；V5 期 MS45、MS60 的 NB 处理结瘤鲜重较 PB 分别增加 31.4% 和 32.7%，R2 期 MS30、MS45、MS60 的 NB 处理结瘤鲜重较 PB 分别增加 28.6%、38.0% 和 23.6%。图1 2021年与2022年采用不同行距及根系分离处理的大豆植株结瘤数及结瘤鲜重
表1 不同行距和根系分离对大豆根瘤直径分布的影响
间作行距扩大对结瘤固氮酶活性无显著影响，但 NB 处理在 R2 和 R4 期的固氮酶活性显著高于 PB 处理。从 V5 到 R4 期，NB 处理的单株固氮潜力显著高于 PB 处理，且随间作行距扩大呈上升趋势。间作行距扩大对结瘤固氮酶活性无显著影响，但 NB 处理在 R2 和 R4 期的固氮酶活性显著高于 PB 处理。从 V5 到 R4 期，NB 处理的单株固氮潜力显著高于 PB 处理，且随间作行距扩大呈上升趋势。图2 不同行距和根系分离处理对大豆根瘤固氮能力和氮素积累的影响
2022 年基因表达检测显示，根系互作更有利于结瘤及黄酮类合成相关基因表达：与 PB 相比，NB 处理下 MS45 的 GmENOD40B 在 V5 期表达上调 0.95 倍，R2 期上调 2.99 倍；GmNIN2b 在 MS45 的 V5 期上调 3.35 倍，R2 期 MS30、MS45、MS60 分别上调 0.34、1.69、0.43 倍；V5 期 MS30 和 MS60 的 NB 处理中 GmEXPB2 转录本丰度最高。黄酮类合成关键基因 GmCHS8 在 MS60 的表达高于单作；R2 期 NB 处理的 GmIFS1 表达高于单作，且 MS30、MS45、MS60 的 NB 处理较 PB 分别上调 0.24、0.81、1.62 倍；V5 期 NB 处理的 GmICHG 表达高于单作，但 R2 期除 MS45 的 NB 处理外均下降，MS45 的 NB 处理在 V5 期 GmICHG 上调 13.20 倍。图3 大豆在不同行距和根系分离条件下基因的相对表达量
4.间作提升黄酮类 / 黄酮醇分泌，屏障处理降低差异代谢物丰度UPLC-MS 分析显示，以 VIP>1 且 P<0.05 为阈值，SS 与 MS30PB 组鉴定出 20 种差异代谢物（均下调），SS 与 MS30NB 组鉴定出 32 种差异代谢物（2 种上调、30 种下调，其中大豆苷元下降 2.35 倍）；SS 与 MS60NB 组鉴定出 13 种差异代谢物（2 种上调、11 种下调），SS 与 MS60PB 组鉴定出 27 种差异代谢物（均下调），这些化合物主要包括黄酮类、黄酮醇、异黄酮、黄烷酮和查尔酮。UPLC-MS 分析显示，以 VIP>1 且 P<0.05 为阈值，SS 与 MS30PB 组鉴定出 20 种差异代谢物（均下调），SS 与 MS30NB 组鉴定出 32 种差异代谢物（2 种上调、30 种下调，其中大豆苷元下降 2.35 倍）；SS 与 MS60NB 组鉴定出 13 种差异代谢物（2 种上调、11 种下调），SS 与 MS60PB 组鉴定出 27 种差异代谢物（均下调），这些化合物主要包括黄酮类、黄酮醇、异黄酮、黄烷酮和查尔酮。图4 玉米-大豆条带间作下大豆根系分泌物中黄酮类化合物的差异代谢物
玉米根系分泌物（RE）处理可增加不同大豆基因型的结瘤数和鲜重：超结瘤型 NTS 在 60 天和 90 天的结瘤数分别显著增加 23.93% 和 29.9%，结瘤鲜重分别增加 53.05% 和 41.8%。玉米根系分泌物（RE）处理可增加不同大豆基因型的结瘤数和鲜重：超结瘤型 NTS 在 60 天和 90 天的结瘤数分别显著增加 23.93% 和 29.9%，结瘤鲜重分别增加 53.05% 和 41.8%。玉米根系分泌物（RE）处理可增加不同大豆基因型的结瘤数和鲜重：超结瘤型 NTS 在 60 天和 90 天的结瘤数分别显著增加 23.93% 和 29.9%，结瘤鲜重分别增加 53.05% 和 41.8%。图5 玉米根系分泌物灌溉后的根瘤表型、基因表达及固氮作用
大豆根系分泌的三嗪酮 4'-O-β- 愈创木基甘油等 7 种化合物与结瘤数呈显著正相关；表儿茶素、异鼠李素与结瘤数显著正相关，异鼠李素还与结瘤鲜重显著正相关；诺必擂亭、橘皮素等与结瘤直径呈正相关。图6 根际黄酮类化合物与大豆根瘤表型的相关性分析
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