記者 王春

豆科植物既能“熱情招待”根瘤菌來(lái)獲取氮肥，又能堅(jiān)決抵抗病原微生物的侵害，是什么讓它如此“有禮有節(jié)”地對(duì)待不同微生物？記者7日從中國(guó)科學(xué)院分子植物科學(xué)卓越創(chuàng)新中心獲悉，該中心王二濤研究團(tuán)隊(duì)解開了這個(gè)謎團(tuán)：豆科植物擁有一套能精準(zhǔn)辨別根瘤菌的“信號(hào)識(shí)別系統(tǒng)”。相關(guān)成果發(fā)表在國(guó)際期刊《自然》上。

研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)根瘤菌靠近時(shí)，豆科植物會(huì)分泌一種名為“結(jié)瘤因子”的信號(hào)分子，細(xì)胞表面的受體蛋白能夠識(shí)別這一信號(hào)。研究團(tuán)隊(duì)進(jìn)一步研究后還發(fā)現(xiàn)，細(xì)胞質(zhì)內(nèi)的類受體激酶蛋白MtLICK1/2在信號(hào)傳遞中扮演了關(guān)鍵角色。該蛋白能促使植物形成根瘤器官，允許根瘤菌進(jìn)入植物細(xì)胞共生固氮。

在自然界中，豆科植物與根瘤菌的“合作”堪稱典范——植物為根瘤菌提供住所（根瘤器官）和食物（光合產(chǎn)物），而根瘤菌則發(fā)揮“固氮工廠”的作用，將空氣中植物無(wú)法直接利用的氮?dú)廪D(zhuǎn)化為可吸收的銨態(tài)氮。這種共生關(guān)系不僅高效環(huán)保，還能減少植物生長(zhǎng)對(duì)化學(xué)氮肥的依賴，對(duì)可持續(xù)農(nóng)業(yè)發(fā)展意義重大。

研究人員表示，類受體激酶蛋白MtLICK1/2不僅能夠幫助植物“開門迎客”，與根瘤菌建立共生，還能幫助植物“關(guān)門御敵”，在根瘤菌侵染初期迅速抑制免疫反應(yīng)，避免植物對(duì)根瘤菌“誤傷”。MtLICK1/2如同既能識(shí)別友軍又能阻擋敵人的“衛(wèi)兵”，在植物與微生物之間的互作中發(fā)揮著關(guān)鍵作用。