植物竟然有一套“智能门禁”，识别朋友来阻挡敌人。

豆类植物不仅可以“热情招待”根瘤菌获得基肥，还可以坚决抵抗微生物的入侵。是什么让它如此“礼貌”地对待不同的微生物？这个怀疑小组的关键部分被上海科学家解决了。这一成果昨天半夜在国际顶级学术期刊《自然》上线公布。

在自然界中，豆类植物与根瘤菌的共生关系可以用高效环保来形容——植物为根瘤菌提供住所(根瘤器官)和食物(光合物)，而根瘤菌则起到“固氮工厂”的作用，将空气中植物不能直接使用的N2转化为可吸收的铵态氮。如果大米、小麦等主要粮食作物也能像豆类植物一样固氮，化学基肥的使用将大大减少，这对可持续农业的发展至关重要。

分子密码

经过多年的研究，中国科学院分子植物科学卓越创新中心王二涛的研究人员团队发现，植物进化出一个巧妙的感知系统，可以准确区分共生微生物和微生物，体内还有一个特殊的免疫抑制系统，可以准确控制共生菌感染植物细胞时的免疫反应强度，既防止了过多的免疫反应阻碍共生过程，又保证了植物不会被微生物混淆。

这一次，他们发现豆类植物有一个巧妙的“信号识别系统”，可以准确识别根瘤菌。当根瘤菌靠近植物时，会分泌一种信号分子“结瘤因素”。植物细胞表面的受体蛋白 MtNFP 和 MtLYK3 只有这个信号才能被识别， MtLYK3 具有“激活开关”的功能。

那信号是如何在植物细胞中传递的呢？研究小组发现，细胞中的类受体激酶蛋白 MtLICK1/2 起到了关键作用。 MtLYK3 “握手”，通过相互磷酸化激活共生信号通道，最终促进植物形成根瘤器官，使根瘤菌进入植物细胞共生固氮。

智能门禁

更加令人惊叹的是，MtLICK1/2 不仅有助于植物“开门迎客”，与根瘤菌共生，还有助于植物“关门御敌”，调节免疫反应。这种控制方法就像植物的智能门禁系统——它不仅可以识别朋友，还可以阻挡敌人。

MtLICK1/22在根瘤菌感染初期。 免疫反应会迅速抑制，防止植物免疫系统“伤害”根瘤菌。共生关系建立后，可以准确控制植物的免疫稳定状态，有效抵抗病原菌的感染。

这项研究不仅回答了豆类植物如何与根瘤菌和谐相处的科学问题，也为农业绿色发展带来了新的希望。如果科学家能够在小麦、大米等重要作物中“安装”类似的共生系统，粮食作物未来可能会实现基肥的“自给自足”，大大减少化肥的使用，促进绿色农业的高质量发展。

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