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在大豆等豆科植物的根系周圍，悄然進行著一場精妙的合作。豆科植物為根瘤菌提供碳源；作為回報，根瘤菌憑借其固氮能力將空氣中的氮氣轉化為植物可利用的養分，二者形成互惠互利的共生關系。

但這一合作的背后，還需要精準的“身份驗證”流程。相關研究表明，豆科植物根系會分泌一種叫“類黃酮類化合物”的化學信號，它如同一把特制的“信號鑰匙”。而根瘤菌細胞內的NodD蛋白就像“分子鎖”，能識別與之匹配的“信號鑰匙”，從而觸發共生程序。

這一“分子鎖”如何特異性識別該“信號鑰匙”，進而實現如此“專一”的匹配？這是該領域尚未完全闡明的科學問題。

加拿大籍科研人員、中國科學院分子植物科學卓越創新中心研究員杰睿·默里在上海受訪時把豆科植物與根瘤菌形容為搭檔多年的舞伴，配合默契，了解彼此的一舉一動。“豆科植物與根瘤菌已有約6000萬年的共生互作關系，如果臨時更換‘舞伴’，恐難合拍。”

該研究團隊希望找到上述“舞伴”配合默契的“分子密碼”，從而推出新的默契組合。“根瘤菌也許只是‘舞伴’類型之一，而植物也不限于豆科。”杰睿·默里說。

研究人員認為，這類精確識別源于長時間的協同進化。未來通過精準改造NodD蛋白，不僅有望“定制”適應特定作物的高效固氮菌株，還可以推動水稻、玉米等非豆科作物建立類似共生關系，進而減少農業對化肥的依賴。

杰睿·默里在受訪時談起研究這一科學問題的心路歷程。“20世紀80年代，NodD蛋白就被發現了。不管對于植物學還是細菌學的研究者而言，好像最令人興奮的發現已經完成了。當我們團隊啟動這一研究時，也被問為何還要‘浪費’時間繼續研究？”

而此次突破性研究成果的完成，讓他深信在科研路上，縱使外界有質疑之聲，也要堅守方向，細致觀察，再判斷科研價值如何。(完)

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