英文标题：Moderate source-reduction improves peanut yield and quality through modulating photosynthesis, source-sink equilibrium, and secondary metabolisms
发表期刊：Plant Physiology and Biochemistry
影响因子：5.7
客户单位：青岛农业大学
百趣提供服务：植物NGM 2 Pro、转录组测序
研究背景
花生是全球重要的油料与蛋白来源，但生产中常面临“营养生长过旺”难题——枝叶过度生长会大量消耗同化产物，导致供给荚果的养分不足，使荚果产量低、品质差。
传统用多效唑、烯效唑等化学抑制剂控旺，却易造成土壤、水体污染，还存在食品安全隐患。减源（去除部分营养器官）是调控作物“源库平衡”（营养器官与生殖器官的物质分配）的有效手段，已在小麦、玉米上成功应用，但在地下结荚的花生上研究极少，其与机械损伤的协同作用也不明确。
本研究开展两年田间试验，通过组学检测及生理生化指标测定探索不同减源程度对花生产量、品质的影响及核心机制。
技术路线
研究结果
01-中度减源产量与品质双提升
两年数据显示，中度减源（T20）是最优方案：产量上两年平均荚果产量提高 11.52%，100 荚重增加 7.55%-13.32%，饱果率提升 7.13%-7.61%；品质上种子蛋白含量增加 3.85%，油酸/亚油酸比值（the ratio of total oleic acid to total linoleic acid, O/L）提升 10.61%（O/L 越高，花生油货架期越长、氧化风险越低）。
反观轻度减源组（T10），产量和品质无显著影响（表1）；重度减源（T30）则导致产量下降超 20%，蛋白、油酸含量显著降低，O/L 比值下降 12%-18%（表2）。
表1. 轻微、中度和重度减源处理对 2022 年和 2023 年花生产量及与产量相关成分的影响
表2. 轻微、中度和重度减源处理对 2022 年和 2023 年种子质量参数的影响
02-增强光合效率，为高产供能
光合是作物产量的“源头”，T20 对光合系统的提升效果显著：如功能叶净光合速率提高 8.52%-13.60%，气孔导度提升 11.27%-27.54%；同时叶绿素含量（Soil and Plant Analyzer Development Value, SPAD）增加 8.41%-16.61%，且转录组数据显示，T20 组光合链关键基因（如光系统 Ⅰ、细胞色素 b₆/f 复合体相关基因）表达显著上调，而 T30 组这些基因表达被抑制（图1）。
图1. 减源对花生功能性叶片光合性能的影响
03-激活抗氧化系统，减少损伤保生长
研究显示，减源类似机械损伤，会诱导植物产生活性氧（Reactive Oxygen Species, ROS），过量 ROS 会损伤细胞。而 T20 能通过强化抗氧化系统清除多余 ROS。
生化指标表明，T20 超氧化物歧化酶（Superoxide Dismutase, SOD）、过氧化氢酶（Catalase, CAT）、愈创木酚过氧化物酶（Guaiacol Peroxidase, G-POD）活性显著高于对照组；细胞损伤指标脂质过氧化产物丙二醛（Malondialdehyde, MDA）含量降低 6.00%-8.62%，而 T30 组 MDA 含量激增 35%-40%，细胞膜脂损伤严重（图2）。
图2. 减源对花生功能性叶片抗氧化系统和脂质过氧化作用的影响
04-营养偏向生殖器官，实现“养分精准分配”
减源的核心是优化“源库分配”，T20 能引导养分向荚果、果针（生殖器官）转移：从 S2 期开始，T20 组荚果+果针的生物量持续高于对照，S5 期时显著高于其他处理；而叶、茎（营养器官）生物量在 S5 期显著低于对照；
氮含量变化趋势一致：T20 组荚果、果针的氮积累量从 S2 期开始升高，而叶、茎的氮含量在后期回落，说明氮素从营养器官向生殖器官转移（图3）。
图3. 减源对花生植物生物量和氮含量的影响
05-代谢与激素协同调控
转录组与代谢组分析结果揭示了 T20 的调控机制：能量与碳代谢中，TCA 循环关键代谢物磷酸烯醇式丙酮酸和琥珀酸含量升高，淀粉-蔗糖代谢中蔗糖、葡萄糖-6-磷酸积累增加，为生殖生长供能；
氮代谢中，硝酸转运基因（Nitrate Transporter, NRT）、谷氨酰胺合成基因（Glutamine Synthetase, glnA）表达上调，促进氮吸收与利用（图4）；
次生代谢中，苯丙烷通路关键基因（CYP84A、CAD）表达上调，增强抗逆性；此外生长素信号基因表达降低（抑制徒长），茉莉酸信号基因（JAR1_4_6）表达上调（图5）。
图4. 减源对花生功能性叶片 TCA 循环、淀粉和蔗糖代谢以及氮代谢途径的影响
图5. 减源对花生功能性叶片苯丙素类生物合成、生长素信号转导以及茉莉酸信号转导途径的影响
结果小结
本研究证实，中度减源（去除两垄间 20cm 枝叶）是花生环保种植的“最优解”——无需化学抑制剂，通过增强光合、强化抗氧化、平衡源库分配、调控次生代谢，实现产量与品质双升。
该研究为豆科作物高产优质栽培提供新思路，后续需进一步探索其分子调控机制。
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