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研究发现植物固氮新原理

科学家们说,一项关于固氮菌如何与其宿主结合的新研究可能有助于增加农作物的产量而不需要使用氮肥。这一研究成果可能造福发展中国家。在发展中国家,土壤的质量以及氮含量通常很差。

目前农民使用氮肥为土壤补充氮,但是氮肥的价格昂贵且可能造成生态问题。

在上周(6月1日)发表在《科学》杂志的一篇论文中,来自法国和美国的一个科研小组报告了某些类型的根瘤菌以一种此前不为人知的方式与宿主相互作用。根瘤菌是为诸如豌豆和大豆提供氮的土壤细菌。

根瘤菌通过形成根瘤和它们的宿主建立了一种共生关系——用氮换取营养。根瘤通常会渗透进植物的根,有时候还会渗透进植物的茎。

直到上周之前,人们还普遍认为,只有根瘤菌在“nod”基因的控制下释放特定的分子,这些根瘤才能出现。

但是科学家们发现,有些慢生根瘤菌菌株缺少这类nod基因。既然慢生根瘤菌也会生成根瘤从而建立共生关系,它们一定使用了不同的信号分子来实现这个目的。

法国发展科研研究所的Eric Giraud是该研究的主要作者,他告诉本网站说:“通过证明这些根瘤菌用一种不同的机制与宿主建立共生关系,我们打破了原来的教条。”

Giraud预言在10年之内,我们可能把根瘤菌引入其他植物,包括非豆科植物。他说:“这可能会减少对人造肥料的需要,为人们提供生态和经济的效益。”

根瘤菌已经帮助了数种重要的豆科植物在缺氮的土壤上生长,这包括花生、豌豆、小扁豆和大豆,以及角豆树与合欢树。

链接到《科学》杂志的文章全文

参考文献:Science 316, 1307 (2007)