东方网记者解敏十二月十日报导：早在1888年，德国科学家发现豆科植物与根瘤菌共生，可以将氮气转化成植物需求的氮素养分。一百多年来，“为什么豆科植物能与根瘤菌共生固氮”的问题一向困扰着该范畴的研讨者。二零二零年十二月十日清晨，中国科学院分子植物科学杰出立异中心王二涛研讨团队在世界顶尖学术期刊《天然》上宣布论文，揭开了谜底。
大豆
在豆科植物-根瘤菌共生中，豆科植物为根瘤菌供给适宜的固氮环境及成长所有必要的碳水化合物；作为报答，根瘤菌将氮气转变成含氮化合物，满意豆科植物对氮元素的需求。别的，固定的氮素也会释放到土壤中，被其他植物使用。风趣的是，可以与固氮细菌进行共生固氮的物种只散布于豆目、蔷薇目、葫芦目和壳斗目中，其间以豆科植物-根瘤菌共生固氮研讨较多。
王二涛研讨员
王二涛研讨员介绍，SHR-SCR是植物发育的干细胞程序要害模块，在植物干细胞区域的内皮层表达。该研讨发现在豆科植物进化进程中，豆科植物干细胞要害基因SCR在皮层细胞表达，另一个干细胞要害转录因子SHR在维管束表达后移动到皮层细胞，与SCR一同赋予豆科植物皮层细胞割裂的潜能。由此，豆科植物与非豆科植物有了不同的命运。
苜蓿根瘤器官
在豆科植物苜蓿中，SHR-SCR可以被根瘤菌的信号激活，诱导皮层割裂，然后构成根瘤。而当SHR-SCR干细胞模块被植入非豆科植物，如拟南芥、水稻的皮层细胞时，研讨团队发现这些皮层细胞具有了割裂才能。因而该研讨提醒了，豆科植物因为其皮层细胞获得了SHR-SCR干细胞分子模块，才会有别于非豆科植物，具有与根瘤菌共生固氮的潜力。
为往后削减作物对氮肥的依靠供给新思路
研讨团队表明，该项研讨效果不只加深了人们对共生固氮的了解，为非豆科植物皮层细胞命运的改造奠定了根底。
氮素是蛋白质与核酸等生命体的根本组成元素，参加植物的成长发育、物质组成与代谢等一系列生物学进程。空气中氮元素丰厚，但植物不能直接使用。当时，农业生产首要经过很多施用氮肥来进步作物产值，人工组成氮肥不只消耗很多的动力，也造成了严峻的生态环境污染，是我国农业生产中亟待解决的重大问题之一。该项效果为往后削减作物对氮肥的依靠，完成农业生产的可持续发展供给了新的思路。
