海洋硅藻源Bradyrhizobium突破生态界限诱导陆生豆科植物结瘤固氮

本研究首次报道从海洋硅藻(Phaeodactylum tricornutum)中分离的非蓝藻固氮菌(NCDs)——光合型Bradyrhizobium新种，通过系统发育分析和接种实验证实其能跨越海洋-陆地生态界限，诱导田菁(Aeschynomene indica)形成固氮根瘤。该发现为理解固氮共生关系的进化机制提供了新视角。

　　

在生命世界的氮循环舞台上，生物固氮作用将大气氮气(N₂)转化为生命必需的氨(NH₃)。虽然蓝藻固氮菌的研究已较为深入，但海洋环境中非蓝藻固氮菌(non-cyanobacterial diazotrophs, NCDs)的生态功能仍是个谜团。

有趣的是，科研人员从海洋硅藻三角褐指藻(Phaeodactylum tricornutum)中分离到一株特殊的Bradyrhizobium菌株。系统发育基因组学分析显示，这个"海洋来客"竟然与陆生的光合型Bradyrhizobium亲缘关系最近。通过平均核苷酸同源性(ANI)分析，研究者确认这是Bradyrhizobium属的一个新物种。

更令人惊讶的是，当把这株海洋菌接种到陆生豆科植物田菁(Aeschynomene indica)上时，竟成功诱导形成了具有固氮功能的根瘤！泛基因组分析和代谢预测进一步揭示，该菌株的遗传特征更接近陆生Bradyrhizobium，而非典型海洋NCDs。这一发现打破了人们对固氮共生关系生态界限的认知，为理解固氮基因的水平转移和宿主-微生物共进化提供了全新线索。