我国学者发现豆科植物共生固氮的新机制

图 豆科植物共生固氮中的免疫平衡机制

　　在国家自然科学基金项目（批准号：31825003、31730103、32000189、32088102）等资助下，中国科学院分子植物科学卓越创新中心王二涛团队揭示细胞质类受体激酶MtLICK1/2在豆科植物与根瘤菌共生信号转导和免疫调控中的双重功能，拓展了人类对共生与免疫交叉新领域的认知，相关成果以“一个根瘤菌共生和免疫的激酶调节者（A kinase mediator of rhizobial symbiosis and immunity in Medicago）”为题，于2025年5月6日在《自然》（Nature）杂志在线发表。论文链接：http://doi.org/10.1038/s41586-025-09057-0。

　　豆科植物-根瘤菌共生关系的建立，核心在于植物对微生物分泌共生信号的识别。其中，植物细胞表面的受体激酶如MtLYK3和受体蛋白MtNFP识别根瘤菌分泌的结瘤因子（Nod factor），启动共生信号转导。然而长期以来，科学家们对MtLYK3和MtNFP受体复合体如何激活共生信号通路仍然未知。该研究发现，细胞质类受体激酶MtLICK1/2与MtLYK3特异性相互作用，在根瘤共生过程中通过相互磷酸化激活结瘤因子受体复合物，从而启动共生信号转导。

　　更为重要的是，研究还揭示了MtLICK1/2在“共生-免疫”调控中的双重功能。一方面，作为结瘤因子信号通路的关键组分，MtLICK1/2的激酶活性直接受结瘤因子调控，进而控制根瘤菌侵染和根瘤器官的发育；另一方面，MtLICK1/2在根瘤菌侵染区被激活，有效抑制植物免疫反应，如MAPK的激活、活性氧（ROS）的爆发以及免疫相关基因的表达。这一精细的免疫调控机制确保了共生关系的顺利建立，同时维持了植物基础免疫能力，诠释了豆科植物如何在“共生-免疫”这一看似矛盾的生命过程中取得平衡。