固氮菌

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文章数：4篇

Science：诱导植物根瘤共生信号传导的核心受体复合物被识别？

在豆科植物-根瘤菌共生中，豆科植物可为根瘤菌提供合适的固氮环境及生长所须的碳水化合物；作为回报，根瘤菌会将氮气转变成含氮化合物，满足豆科植物对氮元素的需求。而大多数其他植物则依赖外部提供或收集氮。多项研究发现活细胞会不断监测其环境以整合变化，并与邻近细胞和微生物沟通。但对于探索受体如何在协调下游反应的信号复合体中组装和发挥作用，仍未被充分揭示。近日，丹麦奥胡斯大学研究人员在Science发表最新研究，通过开发纳米抗体合成法以驱动细胞表面受体组装和激活，进而操纵植物与固氮菌共生受体发挥作用，发现器官发生信号是由细胞内激酶结构域介导的，而感染则需要功能性外结构域。此外，还确定进化较远的大麦受体可激活根结节的器官发生，促使生物固氮工程进入谷物。

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跨气候带土壤移置揭示了气候变暖及施肥对土壤固氮微生物递增的环境过滤作用

生物固氮是农业生态系统中减少施肥的重要过程。然而，随着气候变暖的加速，固氮微生物的演替和群落构建过程仍不清楚。本研究基于跨气候带的长期土壤置换试验平台，通过将黑土南移到暖温带地区十年，以模拟不断变化的气候条件，探究了土壤固氮微生物群落的演替过程、潜在交互作用变化和群落构建过程。本研究加深了我们对气候变暖影响土壤固氮微生物群落构建和功能的机制理解。

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环境微生物

广东生态所：微生物如何适应尾矿极端环境？

近日，广东省生态环境技术研究所孙蔚旻研究员课题组在环境领域顶级期刊《Environmental Science & Technology》上发表了题为“Chemolithoautotropic Diazotrophy Dominates the Nitrogen Fixation Process in Mine Tailings”的备选封面文章。本研究在之前解析了尾矿极端环境对微生物群落的影响，基于尾矿微生物三大生存策略的基础之上，进一步开展了对于这些生存策略的深入研究。本文通过对我国南方6处尾矿及其周边土壤进行类比，深入探讨了尾矿微生物固氮过程的重要意义，证实了化能自养型固氮菌是尾矿中产生可利用态氮素的主要贡献者，进一步拓展了我们关于微生物为适应尾矿极端环境而采取的生存策略的认知。

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Science：生物固氮在农业研究中的未来

本文首先描述了氮素对于植物生长尤其是人类食用的谷物的重要性，即氮是重要生物分子(包括氨基酸，蛋白质的组成部分)中的关键成分，在贫瘠的土壤中，即使是少量增加谷物可利用的氮量，也能将产量提高几倍。然后提到了氮肥施用的两大困扰，1.利用效率低下，过度施用，其能引起种种问题，比如：多余的氮素会污染饮用水、影响气候、消耗化石燃料；2.对于贫瘠土壤的非洲小农户来说，化肥既稀缺又昂贵。最后提出未来的研究方向，两大解决方案分别为，1.将固氮酶（基因）加入到谷物中，2.让谷物成为固氮细菌的宿主，使其建立共生关系。文中详细分析了其可行性及解决办法，尽管有所收获，然而仍困难重重，但未来可期，至少科学家是充满信心的，毕竟正如华盛顿盖茨基金会农业发展项目官员凯瑟琳·卡恩(Katherine Kahn)所说，这就是我们愿意投资于高风险科学的原因，潜在的回报是如此之高。

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