科学家揭秘豆科植物待“菌”之道

科技日报上海5月7日电 （记者王春）豆科植物既能“热情招待”根瘤菌来获取氮肥，又能坚决抵抗病原微生物的侵害，是什么让它如此“有礼有节”地对待不同微生物？记者7日从中国科学院分子植物科学卓越创新中心获悉，该中心王二涛研究团队解开了这个谜团：豆科植物拥有一套能精准辨别根瘤菌的“信号识别系统”。相关成果发表在国际期刊《自然》上。

研究团队发现，当根瘤菌靠近时，豆科植物会分泌一种名为“结瘤因子”的信号分子，细胞表面的受体蛋白能够识别这一信号。研究团队进一步研究后还发现，细胞质内的类受体激酶蛋白MtLICK1/2在信号传递中扮演了关键角色。该蛋白能促使植物形成根瘤器官，允许根瘤菌进入植物细胞共生固氮。

在自然界中，豆科植物与根瘤菌的“合作”堪称典范——植物为根瘤菌提供住所（根瘤器官）和食物（光合产物），而根瘤菌则发挥“固氮工厂”的作用，将空气中植物无法直接利用的氮气转化为可吸收的铵态氮。这种共生关系不仅高效环保，还能减少植物生长对化学氮肥的依赖，对可持续农业发展意义重大。

研究人员表示，类受体激酶蛋白MtLICK1/2不仅能够帮助植物“开门迎客”，与根瘤菌建立共生，还能帮助植物“关门御敌”，在根瘤菌侵染初期迅速抑制免疫反应，避免植物对根瘤菌“误伤”。MtLICK1/2如同既能识别友军又能阻挡敌人的“卫兵”，在植物与微生物之间的互作中发挥着关键作用。