大豆、草頭等大家熟悉的豆科植物，自帶一種神奇的“能力”，通過共生機制，它們能把空氣中的氮氣轉(zhuǎn)化成自身需要的氮素營養(yǎng)。如果把豆科植物的這種能力“復制推廣”到其他植物上，就能大大減少農(nóng)業(yè)對氮肥的依賴。中科院分子植物科學卓越創(chuàng)新中心的王二濤研究團隊，今天在國際頂尖學術(shù)期刊《自然》上發(fā)表論文，回答了“為什么豆科植物能與根瘤菌共生固氮”的基礎(chǔ)科學問題，為降低對氮肥依賴、減少環(huán)境污染，提供了新思路。

氮素是蛋白質(zhì)與核酸等生命體的基本組成元素，參與了植物的生長發(fā)育、物質(zhì)合成與代謝等一系列生物學過程。雖然空氣中氮元素豐富，但植物卻不能直接利用它。因此在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，為了獲得較高的作物產(chǎn)量，人們需要施用大量的氮肥，導致生態(tài)環(huán)境嚴重污染。

早在1888年，德國科學家就發(fā)現(xiàn)豆科植物與根瘤菌共生，可以將空氣中富含的氮氣轉(zhuǎn)化成自身需要的氮素營養(yǎng)。之后的近一個半世紀里，科學家們一直試圖解答"為什么豆科植物能與根瘤菌共生固氮"這一科學問題。

經(jīng)過八年科研攻關(guān)，中國科學院分子植物科學卓越創(chuàng)新中心王二濤研究團隊揭開了這一謎底。揭示了豆科植物由于其皮層能獲得一種干細胞分子模塊，才會有別于非豆科植物，具備將氮氣"為我所用"的能力。

近年來，由于我國氮肥泛濫施用，水體富營養(yǎng)化嚴重。該項成果發(fā)現(xiàn)了控制豆科植物根瘤共生固氮的關(guān)鍵分子模塊，不僅加深了對"共生固氮"的理解，也為非豆科植物的改造奠定了基礎(chǔ)。為今后減少作物對氮肥的依賴、實現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的可持續(xù)發(fā)展提供了新的思路。

中科院分子植物科學卓越創(chuàng)新中心研究員王二濤介紹，他們的終極目標是，做出遺傳改良的非豆科植物，根部能容納根瘤菌，進行“共生固氮”，這樣農(nóng)業(yè)中就能少使用、甚至不使用氮肥。

（看看新聞Knews記者：張幗霞）