【新华社】豆科植物如何建造“固氮工厂”？科学家研究取得重要进展
文章来源：分子植物科学卓越创新中心 | 发布时间：2021-10-29 | 【】 【】
新华社客户端上海10月29日电（记者 张建松）神奇的自然界有一种天然的生物固氮系统——土壤中的固氮菌。豆科植物大多能与固氮根瘤菌建立共生关系，形成高效的“固氮工厂”——根瘤。
根瘤中含有大量的固氮工具——类菌体。类菌体内的固氮酶，能将空气中的氮气转变成植物可利用的氨，同时植物可提供根瘤菌需要的碳水化合物，从而互惠互利。
类似于人体血液中的血红蛋白，豆科植物根瘤中也有豆血红蛋白。豆血红蛋白的含量和组分，直接影响根瘤内固氮酶的活性，在豆科植物生物固氮中发挥关键作用。但是迄今为止，有关根瘤内豆血红蛋白基因表达调控机制尚不清楚。
10月29日，国际学术期刊《科学》在线发表了中国科学院分子植物科学卓越创新中心杰睿（jeremy dale murray）研究组及合作团队的最新研究成果，他们的研究首次发现转录因子nlp家族调控根瘤中豆血红蛋白基因表达的分子机制。
团队的进一步研究还揭示了nlp家族成员nin和nlp2，通过直接结合豆科植物保守的“双重硝酸盐响应元件”，来激活根瘤中豆血红蛋白基因的表达，平衡固氮所必需的氧气微环境。
业内专家认为，生物固氮作为潜在的新型氮肥来源，对于农业可持续发展具有重要意义。该研究成果阐述了豆科植物生物固氮的新调控机制，为提高豆科植物的固氮能力提供了理论基础，并有助于对水稻和玉米等非豆科植物实现自主固氮的研究，进而降低工业氮肥的使用，对于节约农业生产成本和生态环境保护具有重要意义。
这项研究得到中科院基础研究青年科学家项目、国家自然科学基金、国家重点研发项目、中国科学院先导科技专项和国家重点实验室的资助。
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