科技日报记者 王春
豆科植物既能“热情招待”根瘤菌来获取氮肥，也能坚决抵抗病原微生物的侵害。是什么让它能如此“有礼有节”地对待不同微生物？这个谜团的关键部分被上海科学家解开。6日，相关研究发表于《自然》上。
中国科学院分子植物科学卓越创新中心王二涛科研团队研究发现，豆科植物具有一套巧妙的“信号识别系统”，能够精准辨别根瘤菌。当根瘤菌靠近时，会分泌一种名为“结瘤因子”的信号分子。植物细胞表面的受体蛋白能够识别这一信号。那么，信号如何在植物细胞内传递？研究团队进一步研究发现，细胞质内的类受体激酶蛋白MtLICK1/2扮演了关键角色，能促使植物形成根瘤器官，允许根瘤菌进入植物细胞共生固氮。
在自然界中，豆科植物与根瘤菌的“合作”堪称典范——植物为根瘤菌提供住所（根瘤器官）和食物（光合产物），而根瘤菌则发挥“固氮工厂”的作用，将空气中植物无法直接利用的氮气转化为可吸收的铵态氮。这种共生关系不仅高效环保，还能减少植物生长对化学氮肥的依赖，对可持续农业发展意义重大。
科研人员表示，类受体激酶蛋白MtLICK1/2不仅能够帮助植物“开门迎客”，与根瘤菌建立共生，还能帮助植物“关门御敌”，在根瘤菌侵染初期迅速抑制免疫反应，避免植物对根瘤菌“误伤”。待共生关系建立后，它又能精准把控植物的免疫稳态，有效抵御病原菌的侵染。这种调控模式就像植物的“智能门禁系统”，MtLICK1/2就如同那个既能识别友军，又能阻挡敌人的“卫兵”，在植物与微生物之间的互作中发挥着关键作用。
这项研究有望为农业绿色发展带来新希望。目前，大豆、花生等豆科植物能天然固氮，但水稻、小麦等主粮作物不具备这种能力，生产上依赖大量氮肥。如果科学家能在其他作物中“安装”类似的共生系统，未来或许能让粮食作物也实现“自给自足”，大幅减少化肥使用，推动绿色农业高质量发展。
（研究团队供图）
