大豆育种通过增强根瘤固氮能力提升土壤压实条件下的种子氮吸收效率

为解决全球土壤压实化背景下大豆氮吸收机制不明的问题，来自国内的研究团队通过33个栽培品种的田间试验，揭示了现代育种通过优化根瘤生物量(Ndfa)和根际鞘性状，显著提升植株-种子氮转移效率的分子生理机制。该研究为抗逆高产大豆设计提供了新靶点。

　　

随着全球土壤压实现象加剧，大豆(Glycine max)育种如何调控氮素吸收成为关键科学问题。研究团队选取1952-2018年间培育的33个栽培品种，设置压实/非压实田间对照，系统分析了三叶期(V₅)、盛花期(R₂)和收获期的植株-空气氮(Ndfa)与植株-土壤氮(Ndfs)动态。

结果表明：土壤压实虽降低种子总氮吸收(降幅达18.7%)，却意外促进现代品种根瘤特异性固氮效率——R₂期单株Ndfa与根瘤生物量呈显著正相关(r>0.82^**)。通过显微观测发现，优良品种在压实条件下仍能维持更多根尖数量(增加23.5%)和更大根际鞘质量，这解释了其卓越的氮转运能力。

分子机制层面，研究首次证实种子Ndfa与盛花期植株固氮量存在遗传连锁，而土壤源氮(Ndfs)则受独立通路调控。该发现为分子设计育种提供了双轨策略：既可通过增强根瘤氢酶活性提升生物固氮(BNF)，又能优化根鞘发育以改善土壤氮捕获。这些突破性结论发表于《植物生理学》期刊，为应对全球耕地退化提供了理论依据。