豆科植物怎麼固氮?新華社上海12月10日電(記者張建松)氮素是地球上的生命體基本組成元素,參與植物的生長發育、物質合成與代謝等一系列生物學過程空氣中氮元素豐富,但植物不能直接利用,我來為大家科普一下關于豆科植物怎麼固氮?下面希望有你要的答案,我們一起來看看吧!
新華社上海12月10日電(記者張建松)氮素是地球上的生命體基本組成元素,參與植物的生長發育、物質合成與代謝等一系列生物學過程。空氣中氮元素豐富,但植物不能直接利用。
早在1888年,德國科學家就發現豆科植物與根瘤菌共生,可以将氮氣轉化成植物需要的氮素營養。在豆科植物與根瘤菌“合作共赢”的共生關系中,豆科植物為根瘤菌提供合适的固氮環境及生長必需的碳水化合物;作為回報,根瘤菌則将氮氣轉變成含氮化合物,滿足豆科植物對氮元素的需求。
為什麼豆科植物能與根瘤菌共生固氮,而别的植物則沒有這項技能?科學家對此深感好奇,但始終沒有搞清楚。一百多年來,成為困擾該領域研究者的一大難題。
中國科學院分子植物科學卓越創新中心王二濤帶領研究團隊,通過現代分子生物手段,發現豆科植物之所以能“結瘤固氮”,是因為其皮層細胞獲得一種植物發育的幹細胞關鍵分子模塊“SHR-SCR”。該幹細胞分子模塊,可賦予豆科植物皮層細胞分裂能力,使豆科植物的皮層與非豆科植物不同。同時,該幹細胞分子模塊還能被根瘤菌的信号激活,誘導豆科植物形成根瘤,從而共生固氮。
業内專家認為,這一研究發現了控制豆科植物根瘤共生固氮的關鍵分子模塊,不僅加深了人們對共生固氮的理解,回答了“為什麼豆科植物能結瘤固氮”這一科學問題。同時,也為非豆科植物皮層細胞命運的改造奠定了基礎,為今後減少作物對氮肥的依賴,實現農業生産的可持續發展,提供了新的思路。
12月10日,國際權威學術期刊《自然》雜志發表了這項研究論文。
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來源: 新華網
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