(相關(guān)資料圖)

在大豆等豆科植物的根系周圍，悄然進(jìn)行著一場(chǎng)精妙的合作。豆科植物為根瘤菌提供碳源；作為回報(bào)，根瘤菌憑借其固氮能力將空氣中的氮?dú)廪D(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(yàn)證”流程。相關(guān)研究表明，豆科植物根系會(huì)分泌一種叫“類黃酮類化合物”的化學(xué)信號(hào)，它如同一把特制的“信號(hào)鑰匙”。而根瘤菌細(xì)胞內(nèi)的NodD蛋白就像“分子鎖”，能識(shí)別與之匹配的“信號(hào)鑰匙”，從而觸發(fā)共生程序。

這一“分子鎖”如何特異性識(shí)別該“信號(hào)鑰匙”，進(jìn)而實(shí)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)新中心研究員杰睿·默里在上海受訪時(shí)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(dòng)。“豆科植物與根瘤菌已有約6000萬年的共生互作關(guān)系，如果臨時(shí)更換‘舞伴’，恐難合拍。”

該研究團(tuán)隊(duì)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。“根瘤菌也許只是‘舞伴’類型之一，而植物也不限于豆科。”杰睿·默里說。

研究人員認(rèn)為，這類精確識(shí)別源于長時(shí)間的協(xié)同進(jìn)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(dòng)水稻、玉米等非豆科作物建立類似共生關(guān)系，進(jìn)而減少農(nóng)業(yè)對(duì)化肥的依賴。

杰睿·默里在受訪時(shí)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(duì)于植物學(xué)還是細(xì)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(tuán)隊(duì)啟動(dòng)這一研究時(shí)，也被問為何還要‘浪費(fèi)’時(shí)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(jiān)守方向，細(xì)致觀察，再判斷科研價(jià)值如何。(完)

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