来源:中国科学院 发布时间:2021/1/8 16:08:19
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揭示豆科植物共生固氮的奥秘

 

完成单位:中国科学院分子植物科学卓越创新中心

农业生产主要通过大量施用氮肥来提高作物产量,不仅耗费大量能源,也造成严重的生态环境污染。豆科植物共生固氮,可以使豆科植物生长不依赖化肥,同时降低农业化肥污染。130多年来,研究人员一直试图揭示“为什么豆科植物能与根瘤菌共生固氮”这一科学问题。

中国科学院分子植物科学卓越创新中心王二涛团队发现,豆科植物皮层细胞通过获得SHR-SCR干细胞分子模块,赋予豆科植物皮层细胞分裂能力,使豆科植物的皮层与非豆科植物不同。该分子模块能够被根瘤菌的信号激活,诱导皮层分裂,形成根瘤菌的“住所”。在非豆科植物拟南芥和水稻根中异位过量表达该模块,也可诱导根皮层细胞分裂,表明这是豆科植物共生结瘤固氮的“前提事件”,为提高豆科植物固氮效率和非豆科植物共生提供了理论基础。相关成果于2020年12月9日在线发表在《自然》杂志上。该研究得到科院战略性先导科技专项(B类)“植物特化性状形成及定向发育调控”等的支持。

MtSHR-MtSCR干细胞模块赋予豆科植物与根瘤菌共生固氮的分子机制

 
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