大豆增产只有转基因一条路吗?

【字体: 时间:2018年04月13日 来源:

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  利物浦大学和日本兵库县立大学的科学家们在土壤细菌中找到了促进作物生长和治疗疾病的新方法。

  

生物体对环境因素变化非常敏感。为了适应氧气、光和热等等这些变化,人类进化出了信号传导系统,通过感知和响应周围环境维持人体生存。这样的系统不仅人类有,其他生物也有。

利物浦大学综合生物学研究所Samar Hasnain教授和兵库县立大学Hitomi Sawai博士等人在《Science Signaling》发表文章,利用坐落于法国的SOLEIL和位于日本的SPring-8同步辐射设备,首次阐明了根瘤菌(rhizobia)感知土壤氧浓度蛋白系统的整体结构。

Prof Samar Hasnain

根瘤长在豆科植物根部,根瘤菌是根瘤形成的原因。根瘤菌参与重要的固氮反应,将地球大气中的氮转化为容易被植物吸收的氨。由于反应不能在有氧环境下发生,根瘤菌专门有一个蛋白系统检测土壤氧气浓度。

这个系统由氧气传感器FixL蛋白和响应FixL的固氮酶生物合成控制器FixJ组成,类似FixL/FixJ这种包含两种蛋白的信号传导系统被称为“双组分信号传导系统(two-component signal transduction system)”。

动物不含双组分传导系统,因此,如果以这类蛋白作为抗菌剂或植物生长促进剂的开发目标,对动物没有副作用。

过去30年,研究人员鉴定出65000多个这样的系统,然而,人们还未鉴定出任何一个系统的感受器蛋白全部结构,至今仍未能充分理解生物体如何感知和适应观景因素。

跨国联合团队利用先进的生活和X射线技术对根瘤菌的FixL/FixJ系统进行整体结构研究。新发表的文章阐明了该系统的三维结构,“大豆根瘤菌FixL/FixJ蛋白是大豆生长不可或缺的氮营养供源,这些3D结构信息将为开发特异性抑制剂药物,创建动物友好型抗微生物剂铺路。”

原文检索:Architecture of the complete oxygen-sensing FixL-FixJ two-component signal transduction system’ is published in Science Signaling

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(生物通:伍松)

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