豆科植物根瘤表型的长期保存策略及其综合评估方法

《BMC Plant Biology》：Long-term preservation strategy for legume root nodule phenotypes coupled with a comprehensive evaluation method

　　

摘要

根瘤的颜色和形态是衡量豆科植物共生效果的关键指标。然而，长期保存挖掘后的根瘤，同时保持其完整的形态、颜色和微生物清洁度仍然是一个重大挑战。本研究开发了一种两阶段水相保存方法（TAPP），该方法能够快速固定根瘤的结构并实现长期的化学稳定。随后进行了全面评估，评估指标包括综合形态评分（0–5分）、颜色差异（ΔE）及其随时间的变化斜率（\(\:{\gamma\:}_{\varDelta\:E}\)），以及可见污染等级（0–3级）。来自不同地区和品种的花生和大豆根瘤在五种保存方法下被跟踪研究了24个月：TAPP、福尔马林铜（FormalinCu）、TAPP-树脂（TAPP-Resin）、树脂（Resin）和空气干燥（AirDry）。结果表明，TAPP方法具有最佳的保存效果：24个月后，花生的综合形态评分为4.65±0.14分，大豆为4.63±0.22分，并且没有出现可见的霉菌。颜色变化随时间逐渐减缓：\(\:{\gamma\:}_{\varDelta\:E}\)从0–1个月期间的1.83 ΔE·month^??1下降到12–24个月期间的0.16 ΔE·month^??1，最终ΔE值分别为10.53±1.88和10.32±1.93。值得注意的是，TAPP预处理显著改善了树脂包埋样本的质量，显示出该方法的可扩展性和灵活性。此外，本研究还提出了一种分阶段的工作流程，包括现场预固定、远距离运输和长期储存，以实现易氧化、对脱水敏感的根瘤的跨区域流通和协作性表型分析。总体而言，这项工作建立了一种标准化、可追溯的工作流程，用于保存和评估豆科植物根瘤的表型特征，支持跨实验室间的比较以及纵向的跨来源分析。