豆科植物-微生物共生固氮研究进展  

Advances in the legume–rhizobia symbiosis

作　　者：杨军 刘承武 李霞[3] 田长富[4] 谢芳 曹扬荣 王二涛 YANG Jun;LIU Chengwu;LI Xia;TIAN Changfu;XIE Fang;CAO Yangrong;WANG Ertao(CAS Center for Excellence in Molecular Plant Science/Institute of Plant Physiology and Ecology,Chinese Academy of Sciences,Shanghai 200032,China;Division of Life Sciences and Medicine,University of Science and Technology of China,Hefei 230027,China;College of Plant Science&Technology,Huazhong Agricultural University,Wuhan 430070,China;College of Biological Sciences,China Agricultural University,Beijing 100193,China;College of Life Science&Technology,Huazhong Agricultural University,Wuhan 430070,China)

机构地区：[1]中国科学院分子植物科学卓越创新中心/植物生理生态研究所,上海200032 [2]中国科学技术大学生命科学与医学部,合肥230027 [3]华中农业大学植物科学技术学院,武汉430070 [4]中国农业大学生物学院,北京100193 [5]华中农业大学生命科学技术学院,武汉430070

出　　处：《植物生理学报》2023年第8期1407-1435,共29页Plant Physiology Journal

基　　金：国家自然科学基金(32070270、32050081、32170249和32090063);国家重点研发计划(2022YFA0912100);中央直属高校科研业务费(WK2070000193);中国科学技术大学科研启动经费(KY2070000098、KY9100000057和KJ2070000077)。

摘　　要：与大多数陆地植物不同,豆科植物可以与根瘤菌共生互作形成根瘤。在根瘤中,根瘤菌将空气中的氮气还原为植物可直接利用的含氮化合物。根瘤固氮对豆科植物获得氮素以及维持土壤氮循环至关重要。根瘤共生固氮涉及一系列复杂的信号交流,从而保证根瘤菌成功侵染形成根瘤。本文主要总结了近10年来在植物-根瘤菌共生信号识别和转导,以及侵染线形成和根瘤发育调控等方面所取得的主要进展,并展望了根瘤共生研究领域的研究热点和研究前景,为高效利用豆科植物共生固氮体和遗传改造非豆科作物共生固氮提供理论依据。Unlike most terrestrial plants,legumes can form symbiotic root nodules with rhizobia which convert atmospheric dinitrogen(N_2)into readily usable ammonia(NH_3)via a process termed symbiotic biological nitrogen fixation(BNF),which plays a determining role in ecosystem on earth.A successful formation of nitrogen-fixing nodules on legume roots relies on sophisticated exchanges of molecular signals between host plants and symbionts to ensure the successful rhizobial infection and nodule formation.Here,we summarize recent advances in understanding of symbiotic signals recognition and transduction,as well as regulation of infection thread formation and nodule organogenesis,which provide important insights to increase nitrogen fixation efficiency in legume and to engineer the capacity of nitrogen fixation into non-leguminous plants.

关 键 词：共生固氮 侵染线 植物激素 免疫 调控机制 

分 类 号：Q945.13[生物学—植物学]