豆科植物与根瘤菌形成的共生固氮系统是天然界中最高效的生物固氮系统之一，对于削减农业对于化学氮肥的依靠、鞭策可连续农业成长具备主要意义。
抽芽的豆子。aBIOTECH供图 ?
近日，中国科学院南京泥土研究所研究员陈志长课题组于《生物技能传递（英文）》（aBIOTECH）发表了研究论文。该研究展现了年夜豆根瘤中侵染细胞（Infected Cells, ICs）于养分贮存与开释中的要害作用，同时阐了然侵染细胞及非侵染细胞（Uninfected Cells, UCs）之间的胞间连丝收集，动态调治养分分配。这些发明为研究共生固氮的调控机制提供了新的看法，并夸大了非侵染细胞于优化固氮效率中的要害作用。
于共生固氮系统中，根瘤是固氮作用发生的焦点场合。以往研究多聚焦在根瘤中侵染细胞的固氮功效，而对于非侵染细胞的作用相识甚少，其功效缺少体系研究。最近几年来，愈来愈多的研究成果注解非侵染细胞并不是被动存于的“傍观者”，它们于根瘤代谢物转运、离子均衡维持以和旌旗灯号通报中可能阐扬要害作用。
然而，非侵染细胞怎样与侵染细胞协同，经由过程甚么机制介入调控固氮历程，仍不清晰。解析非侵染细胞的功效不仅有助在周全熟悉根瘤的事情机制，也可能为提高豆科作物固氮效率提供新的调控靶点。
研究者经由过程利用共质体运动示踪剂羧基荧光素二乙酸酯（CFDA）来不雅察及模仿养分物资于根瘤中的运输与漫衍环境。研究发明，CFDA从叶片供应后，会转换成CF并颠末维管制运输到根瘤固氮区，并且固氮区非侵染细胞的CF旌旗灯号强度显著高在侵染细胞，这注解CF进入固氮区后，重要于非侵染细胞中堆集，申明于养分物资终极运送到侵染细胞以前，非侵染细胞作为姑且贮存点，暂时贮存从宿主植物运输来的养分物资。
进一步研究发明，于固氮区的侵染细胞与非侵染细胞之间以和相邻的非侵染细胞之间存于胞间连丝，而相邻的侵染细胞之间没有胞间连丝。这申明侵染细胞不克不及直接彼此交流或者互换养分物资，它们仅与相邻的非侵染细胞举行信息及养分物资的互换。研究证实侵染细胞与非侵染细胞之间胞间连丝的通透性可以调控养分物资向侵染细胞的输入，进而影响根瘤的养分稳态与共生固氮能力。
研究展现了非侵染细胞于根瘤内部养分贮存与开释中的要害作用，并阐了然非侵染细胞与侵染细胞之间的胞间连丝于养分物资运输中的主要性。这些研究三木SEO-成果注解，非侵染细胞可能作为调控固氮历程的中央枢纽来吸收旌旗灯号并做出决议计划，从而切确节制侵染细胞的固氮效率。
该研究获得了国度天然科学基金的资助。
相干论文信息：https://doi.org/10.1007/s42994-025-00247-y
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