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(fā)育、物質(zhì)合成與代謝等一系列生物學(xué)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(xué)家就發(fā)現(xiàn)豆科植物與根瘤菌共生，可以將氮氣轉(zhuǎn)化成植物需要的氮素營養(yǎng)。在豆科植物與根瘤菌“合作共贏”的共生關(guān)系中，豆科植物為根瘤菌提供合適的固氮環(huán)境及生長必需的碳水化合物；作為回報，根瘤菌則將氮氣轉(zhuǎn)變成含氮化合物，滿足豆科植物對氮元素的需求。

　　為什么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(xué)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(lǐng)域研究者的一大難題。

　　中國科學(xué)院分子植物科學(xué)卓越創(chuàng)新中心王二濤帶領(lǐng)研究團隊，通過現(xiàn)代分子生物手段，發(fā)現(xiàn)豆科植物之所以能“結(jié)瘤固氮”，是因為其皮層細(xì)胞獲得一種植物發(fā)育的干細(xì)胞關(guān)鍵分子模塊“SHR-SCR”。該干細(xì)胞分子模塊，可賦予豆科植物皮層細(xì)胞分裂能力，使豆科植物的皮層與非豆科植物不同。同時，該干細(xì)胞分子模塊還能被根瘤菌的信號激活，誘導(dǎo)豆科植物形成根瘤，從而共生固氮。

　　業(yè)內(nèi)專家認(rèn)為，這一研究發(fā)現(xiàn)了控制豆科植物根瘤共生固氮的關(guān)鍵分子模塊，不僅加深了人們對共生固氮的理解，回答了“為什么豆科植物能結(jié)瘤固氮”這一科學(xué)問題。同時，也為非豆科植物皮層細(xì)胞命運的改造奠定了基礎(chǔ)，為今后減少作物對氮肥的依賴，實現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的可持續(xù)發(fā)展，提供了新的思路。

　　12月10日，國際權(quán)威學(xué)術(shù)期刊《自然》雜志發(fā)表了這項研究論文。

【糾錯】

責(zé)任編輯： 張樵蘇