天天快报!一种寻觅、一份坚持 科研人员破译豆科植物与根瘤菌“共舞”之谜

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在大豆等豆科植物的根系周围，悄然进行着一场精妙的合作。豆科植物为根瘤菌提供碳源；作为回报，根瘤菌凭借其固氮能力将空气中的氮气转化为植物可利用的养分，二者形成互惠互利的共生关系。

但这一合作的背后，还需要精准的“身份验证”流程。相关研究表明，豆科植物根系会分泌一种叫“类黄酮类化合物”的化学信号，它如同一把特制的“信号钥匙”。而根瘤菌细胞内的NodD蛋白就像“分子锁”，能识别与之匹配的“信号钥匙”，从而触发共生程序。

这一“分子锁”如何特异性识别该“信号钥匙”，进而实现如此“专一”的匹配？这是该领域尚未完全阐明的科学问题。

加拿大籍科研人员、中国科学院分子植物科学卓越创新中心研究员杰睿·默里在上海受访时把豆科植物与根瘤菌形容为搭档多年的舞伴，配合默契，了解彼此的一举一动。“豆科植物与根瘤菌已有约6000万年的共生互作关系，如果临时更换‘舞伴’，恐难合拍。”

该研究团队希望找到上述“舞伴”配合默契的“分子密码”，从而推出新的默契组合。“根瘤菌也许只是‘舞伴’类型之一，而植物也不限于豆科。”杰睿·默里说。

研究人员认为，这类精确识别源于长时间的协同进化。未来通过精准改造NodD蛋白，不仅有望“定制”适应特定作物的高效固氮菌株，还可以推动水稻、玉米等非豆科作物建立类似共生关系，进而减少农业对化肥的依赖。

杰睿·默里在受访时谈起研究这一科学问题的心路历程。“20世纪80年代，NodD蛋白就被发现了。不管对于植物学还是细菌学的研究者而言，好像最令人兴奋的发现已经完成了。当我们团队启动这一研究时，也被问为何还要‘浪费’时间继续研究？”

而此次突破性研究成果的完成，让他深信在科研路上，纵使外界有质疑之声，也要坚守方向，细致观察，再判断科研价值如何。(完)

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