廣東
近日，《Plant, Cell & Environment》期刊發表揚州大學熊飛教授團隊題為“Untargeted metabolomic analysis reveals three critical metabolites as potential biomarkers related to soybean yield under different sowing times and planting densities in maize-soybean strip intercropping systems”的研究成果。揚州大學博士研究生任清銘和博士后陳昕鈺為論文共同第一作者，熊飛教授和江蘇沿江地區農科所李波副研究員為共同通訊作者。
玉米-大豆帶狀復合種植是一種高效的農業種植模式，旨在實現玉米穩產的同時增加大豆的產量，具有顯著的經濟和生態效益。然而，當大豆與玉米間作時，蔭脅迫導致的光競爭成為制約系統生產力的關鍵瓶頸。本研究通過設置不同播期（S1-S4）與種植密度（a-c），結合農藝性狀分析與非靶向代謝組學，發現優化播期-密度組合（S2+a）可顯著提高系統相對產量增益（RYG=54.38%）和系統生產力指數（SPI=130.87%）。
研究進一步整合Mantel檢驗、加權基因共表達網絡分析（WGCNA）和隨機森林算法，從1029個代謝物中篩選出三個與產量密切相關的潛在生物標志物：鄰苯二甲酸（PA）、香草酸（VA）和大黃素-8-葡萄糖苷。功能研究表明，PA通過調控根系構型與抗氧化系統增強資源獲取與逆境適應能力；VA則有助于優化分枝結構與提高莖稈強度，增強抗倒伏能力。三者共同參與苯丙烷代謝、苯甲酸鹽降解等關鍵通路，反映了植株在競爭脅迫下的整體生理狀態與資源分配策略。
該研究首次將種子代謝物含量與系統產量形成機制聯系起來，揭示了代謝重編程在作物適應性反應中的核心作用。
論文鏈接：
http://doi.org/10.1111/pce.70281
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