豆科植物模型研究阐明了氮响应铁获取的潜在机制

豆科植物具有通过固氮细菌根瘤菌有效获取氮的机制(根瘤菌共生)，氮是生长必需的大量营养素。根瘤是植物根上促进共生关系的器官。

根瘤菌定殖在这些根瘤中，并通过将空气中的氮转化为氨来固氮。催化固氮的酶需要铁;然而，铁在何处以及如何被运输到结核并用于固氮却很大程度上未知。

在《自然通讯》发表的一项新研究中，研究人员利用豆科模型植物百脉根，根据根瘤菌共生过程中植物体内的氮状态进行转录组分析。鉴定出由大约 50 个氨基酸组成的 IRON MAN (IMA) 肽，其在根瘤菌感染后系统地(芽和根系统)发挥作用，将铁收集到根瘤中。

此外，还分析了 L. japonicus 和拟南芥(一种缺乏根瘤菌共生的植物)中 IMA 肽的功能。在这两种植物中，IMA 肽通过响应植物体内氮浓度的增加而获取铁来维持氮稳态，从而调节植物生长。

该研究小组此前确定了一种响应土壤中氮的存在来调节根瘤菌共生的机制。这项研究建立在先前研究的基础上，阐明了响应氮获取铁的基本机制，从而进一步深入了解植物适应环境的机制。

这些发现有望开发新技术，通过最大限度地提高植物在养分利用方面的微生物共生能力，为可持续社会做出贡献。

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