丹麦奥胡斯大学研究人员在植物固氮机制研究方面取得新发现，为减少小麦和玉米等作物对人工肥料的依赖提供了可能。该项研究成果已在《自然》期刊正式发表。

奥胡斯大学分子生物学教授卡斯帕·罗伊克亚尔·安德森和西蒙娜·拉杜托尤共同领导了这项研究。拉杜托尤表示：“这是一项非凡而重要的发现。”研究团队成功识别出控制植物与固氮细菌共生关系的关键分子机制，该机制由植物根部蛋白质中两个特定氨基酸调控。

目前仅有豆科植物具备与固氮细菌共生的能力，这些细菌能将空气中的氮转化为植物可吸收的养分。研究团队通过基因技术对日本莲花进行改良，证实通过调整特定蛋白质区域的两个氨基酸，即可促使植物启动共生程序。罗伊克亚尔·安德森说明：“我们现在能够从大麦中提取一种受体，对其进行微小的改变，然后固氮作用就能再次发挥作用，这真是太了不起了。”

这项植物固氮研究为开发新型农作物品种奠定基础。研究人员发现植物根部蛋白质中的“共生决定因子1”区域功能类似开关，能决定植物对细菌信号的反应方式。拉杜托尤进一步解释：“我们已经证明，两个小小的改变就能让植物在关键点上改变它们的行为——从排斥细菌到与细菌合作。”

人工肥料生产消耗全球约2%的能源，并产生相应碳排放。如能将豆科植物的固氮能力扩展到主要谷物作物，将显著降低农业对化学肥料的依赖。研究人员指出，实现这一目标仍需攻克多个技术环节。拉杜托尤强调：“但我们首先必须找到其他关键因素。目前只有极少数作物能够进行共生。如果我们能将这种技术推广到广泛种植的作物上，就能真正大幅减少氮肥的使用量。”

更多信息：Simona Radutoiu，《两个残基重编程免疫受体以实现固氮共生》，《自然》(2025)。期刊信息：《自然》