《自然》文章描述固氮研究最新进展

【字体: 时间:2006年07月03日 来源:生物通

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生物通报道:刊登在629日的《自然》杂志上的一篇研究显示,英国约翰·英斯研究中心和华盛顿大学的研究人员在没有通常所需的细菌的存在下,已经成功触发豆科植物形成根瘤(nodulation)——一种关键的固定氮过程。这一成果是迈向移植“结瘤”作用和氮固定到非豆科作物的重要一步。

植物固氮是由根部的结节来完成的,而根部固氮结节的形成离不开固氮根瘤菌。固氮根瘤菌与植物有一种共生关系,没有了固氮根瘤菌,植物便无法固氮,当然也就无法为自身提供氮营养元素。

这项由生物技术和生物科学研究委员会、皇家学会和美国国家科学基金会资助的研究,利用一种豆科植物用于和固氮细菌相互作用的关键细菌,在没有这种细菌存在的情况下引发根瘤的形成。

豆科植物的固氮作用通过将惰性的气态氮转化成植物能够使用的化合物。长久以来,研究人员希望能够弄清豆科植物和rhizobial细菌之间的共生关系,并希望有一天能够将这种特点嫁接给庄稼作物——大多数都不能自己固氮。

精耕细作的农业严重依赖无机肥料来提供植物生长所需的营养物质如氮元素。氮肥的生产需要大量的能量。此外,无机肥料海导致与水源污染有关的环境问题。

根瘤是固氮反应的重要成分,它提供固氮细菌所需的条件。根瘤通常只在植物感受到这种细菌的存在时才会形成。现在,研究人员能够在没有这种细菌存在的情况下诱导根瘤的形成——这是将这种过程移植到非豆科植物的重要的第一步。如果最终能够实现这个理想,那么将可能减少无机氮肥的用量,进而减少环境污染和能量耗费。(生物通记者杨遥)
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