一種尋覓、一份堅持 科研人員破譯豆科植物與根瘤菌“共舞”之謎

　　中新網(wǎng)上海1月9日電 (記者 鄭瑩瑩)北京時間1月9日，中國科學(xué)院分子植物科學(xué)卓越創(chuàng)新中心的杰�！つ�里(Jeremy Murray)團隊與張余團隊合作在國際知名期刊《科學(xué)》(Science)上在線發(fā)表了一篇題為“類黃酮類化合物特異性結(jié)合激活根瘤菌NodD分子機制研究”的科研論文，這項突破性研究首次在分子層面解析了豆科植物與根瘤菌在該領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)特異性識別的核心機制，進一步破解其“共生密碼”。

　　在大豆等豆科植物的根系周圍，悄然進行著一場精妙的合作。豆科植物為根瘤菌提供碳源；作為回報，根瘤菌憑借其固氮能力將空氣中的氮氣轉(zhuǎn)化為植物可利用的養(yǎng)分，二者形成互惠互利的共生關(guān)系。

　　但這一合作的背后，還需要精準(zhǔn)的“身份驗證”流程。相關(guān)研究表明，豆科植物根系會分泌一種叫“類黃酮類化合物”的化學(xué)信號，它如同一把特制的“信號鑰匙”。而根瘤菌細胞內(nèi)的NodD蛋白就像“分子鎖”，能識別與之匹配的“信號鑰匙”，從而觸發(fā)共生程序。

　　這一“分子鎖”如何特異性識別該“信號鑰匙”，進而實現(xiàn)如此“專一”的匹配？這是該領(lǐng)域尚未完全闡明的科學(xué)問題。

　　加拿大籍科研人員、中國科學(xué)院分子植物科學(xué)卓越創(chuàng)新中心研究員杰�！つ�里在上海受訪時把豆科植物與根瘤菌形容為搭檔多年的舞伴，配合默契，了解彼此的一舉一動�！岸箍浦参锱c根瘤菌已有約6000萬年的共生互作關(guān)系，如果臨時更換‘舞伴’，恐難合拍�！�

　　該研究團隊希望找到上述“舞伴”配合默契的“分子密碼”，從而推出新的默契組合�！案�瘤菌也許只是‘舞伴’類型之一，而植物也不限于豆科�！苯茴！つ�里說。

　　研究人員認(rèn)為，這類精確識別源于長時間的協(xié)同進化。未來通過精準(zhǔn)改造NodD蛋白，不僅有望“定制”適應(yīng)特定作物的高效固氮菌株，還可以推動水稻、玉米等非豆科作物建立類似共生關(guān)系，進而減少農(nóng)業(yè)對化肥的依賴。

　　杰睿·默里在受訪時談起研究這一科學(xué)問題的心路歷程�！�20世紀(jì)80年代，NodD蛋白就被發(fā)現(xiàn)了。不管對于植物學(xué)還是細菌學(xué)的研究者而言，好像最令人興奮的發(fā)現(xiàn)已經(jīng)完成了。當(dāng)我們團隊啟動這一研究時，也被問為何還要‘浪費’時間繼續(xù)研究？”

　　而此次突破性研究成果的完成，讓他深信在科研路上，縱使外界有質(zhì)疑之聲，也要堅守方向，細致觀察，再判斷科研價值如何。(完)