2026年10月15日，河南科技学院生命科学学院生物肥药与花生种质创新团队在Journal of Plant Growth Regulation上发表了题为“Dose-dependent effects of melatonin on growth and acid stress responses in peanut (Arachis hypogaea L.)”的研究论文。该研究以团队培育的“新百25号”花生品种为对象，通过探究不同剂量浓度褪黑素对花生生长发育、酶活性和响应酸胁迫的关键调节基因变化，揭示褪黑素可在受控环境和田间实际条件下增强花生对酸胁迫的耐受性，促进其生长发育，为提高酸化土壤中花生的产量提供理论参考。

研究内容

酸性胁迫通过破坏养分吸收、活性氧水平和膜稳定性，严重限制作物生长，但目前缓解策略仍十分有限。本研究在控制的水培酸性（pH 4.0）和近最优（pH 6.5）条件下，探究了褪黑素对花生幼苗生长、光合作用、氧化应激、抗氧化防御及H⁺-ATPase基因表达的调控作用，并在天然酸性田间土壤（pH 4.3–4.5）中验证了这些结果。

结果表明：酸胁迫显著降低了生物量积累、叶绿素含量和氧化还原平衡，同时增加了过氧化氢和脂质过氧化水平。外源施加褪黑素，尤其是50–100 μM浓度，显著提高了地上部和根部生物量，恢复了叶绿素色素含量，并减少了过氧化氢和丙二醛的积累，且在pH 4.0条件下的效果比pH 6.5更为明显。褪黑素还提升了超氧化物歧化酶、过氧化氢酶和抗坏血酸过氧化物酶的活性，同时降低了过氧化物酶水平，表明褪黑素兼具直接清除活性氧和调节酶促氧化还原网络的双重功能。值得注意的是，在酸性条件下，褪黑素显著且呈剂量依赖性地上调了花生叶片和根部AhAH1与AhAH2基因的表达，提示质膜氢离子三磷酸腺苷酶（H⁺-ATPase）介导的质子转运可能参与了褪黑素介导的花生耐酸胁迫机制。土壤验证实验证实了这些发现的农艺意义，表明在自然酸性条件下，褪黑素的剂量依赖性处理可改善种子萌发、营养生长、叶绿素荧光（Fv/Fm）以及与产量相关的性状。尽管在pH 6.5条件下褪黑素也表现出一定的促进作用，但其响应程度总体上弱于酸胁迫条件下的效果。因此，这些结果表明，褪黑素可在受控环境和田间实际条件下增强花生对酸胁迫的耐受性，并提示基于褪黑素的种子处理可能是一种实用且低成本的策略，有助于提高酸化土壤中花生的产量。基于以上主要发现，提出了一个褪黑素调节酸胁迫可能的响应模型（图1）。

图1. 褪黑素调节酸胁迫可能的响应模型

结论与展望

本研究提供了全面证据表明，外源性MT通过协调氧化还原调控、生长维持、光合作用保护以及H⁺-ATP酶基因表达，增强了花生对酸胁迫的耐受性，使花生在酸性土壤种子发芽率、营养生长、叶绿素荧光以及与产量相关的特征均得到改善。这一结果证实，褪黑素有助于提高花生在受酸性影响土壤中的成活率和产量。然而，其内在作用机制仍需整合转录组、代谢组、离子组以及根际微生物组进一步分析阐明MT如何调节花生对酸性环境的适应能力。总体而言，本研究支持MT作为在低pH土壤条件下实现可持续花生生产的有效减压策略。

作者团队

作者简介：河南科技学院生命科学学院博士后Hafeez Khan为论文第一作者；生命科学学院郑帅超参与该工作；生命科学学院硕士生付若怡参与该工作；刘全永教授、张志勇教授为论文通讯作者。研究工作得到了国家自然科学基金（31,571,600，31,271,648）、河南省自然科学基金项目（252300423574，262300422073）、河南省重点研发与推广项目（252,102,111,072，262102110231，262102111132）、河南省科技研发计划联合基金（学科类别）（252301420129）、河南省国际科技合作项目（252102520073）以及河南杰出海外科学家中心（GZS2024018）等项目的资助。

团队主页：https://smkxxy.hist.edu.cn/info/1030/3974.htm

文章引用：KhanKhan, M.H.U., Fu, R., Muhammad, A.et al. Dose-dependent effects of melatonin on growth and acid stress responses in peanut (Arachis hypogaea L.). J Plant Growth Regul (2026). 

（图文/郑帅超   初审/李林波   复审/张志勇   终审/张守涛）