新華網 正文
科學家發現豆科植物“結瘤固氮”的奧秘
2020-12-10 16:31:42 來源: 新華網
關注新華網
微博
Qzone
圖集

  新華社上海12月10日電(記者張建松)氮素是地球上的生命體基本組成元素,參與植物的生長發育、物質合成與代謝等一係列生物學過程。空氣中氮元素豐富,但植物不能直接利用。

  早在1888年,德國科學家就發現豆科植物與根瘤菌共生,可以將氮氣轉化成植物需要的氮素營養。在豆科植物與根瘤菌“合作共贏”的共生關係中,豆科植物為根瘤菌提供合適的固氮環境及生長必需的碳水化合物;作為回報,根瘤菌則將氮氣轉變成含氮化合物,滿足豆科植物對氮元素的需求。

  為什麼豆科植物能與根瘤菌共生固氮,而別的植物則沒有這項技能?科學家對此深感好奇,但始終沒有搞清楚。一百多年來,成為困擾該領域研究者的一大難題。

  中國科學院分子植物科學卓越創新中心王二濤帶領研究團隊,通過現代分子生物手段,發現豆科植物之所以能“結瘤固氮”,是因為其皮層細胞獲得一種植物發育的幹細胞關鍵分子模組“SHR-SCR”。該幹細胞分子模組,可賦予豆科植物皮層細胞分裂能力,使豆科植物的皮層與非豆科植物不同。同時,該幹細胞分子模組還能被根瘤菌的信號激活,誘導豆科植物形成根瘤,從而共生固氮。

  業內專家認為,這一研究發現了控制豆科植物根瘤共生固氮的關鍵分子模組,不僅加深了人們對共生固氮的理解,回答了“為什麼豆科植物能結瘤固氮”這一科學問題。同時,也為非豆科植物皮層細胞命運的改造奠定了基礎,為今後減少作物對氮肥的依賴,實現農業生産的可持續發展,提供了新的思路。

  12月10日,國際權威學術期刊《自然》雜志發表了這項研究論文。

【糾錯】 責任編輯: 張樵蘇
載入更多
國際·一周看天下
國際·一周看天下
初冬時節景如畫
初冬時節景如畫
賞雪
賞雪
長春:“凍城”美景
長春:“凍城”美景

010020020110000000000000011105701126845757