豆科植物距今已有约6000万年的演化汗青 ，相较水稻和玉米 ，其最神奇之处在于它能够和泥土中的根瘤菌共生 ，将空气中的氮气转化为豆科植物可利用的营养 ，从而削减氮肥的使用 。
如此怪异精妙的性命体之间的合作 ，始于精准的“身份验证”——豆科植物根部会开释一种名为“类黄酮类化合物”的化学信号 ，如统一把特造的“钥匙”；只有携带了“分子锁”即NodD蛋白的根瘤菌靠近时 ，这把“钥匙”能力与之匹配 ，从而触发共生法式 。然而 ，“钥匙”和“分子锁”之间 ，为何可能实现如此专一、高效的鉴别与激活 ？这成为困扰科学家数十年的主题谜题 。
北京功夫2026年1月9日 ，中国科学院分子植物科学卓越创新中心加拿大籍科学家杰睿（Jeremy Murray）团队与张余团队合作 ，在国际权威学术期刊《科学》上颁发突破性钻研成就 ，初次在分子层面阐了然这一景象背后的主题思造 。
大天然有两万多种豆科植物和约数十万种根瘤菌 。钻研人员发现 ，根瘤菌中的NodD蛋白如统一个精密的分子锁 ，其结合“口袋”的状态和关键氨基酸的分列 ，决定了它能被哪一种类黄酮所激活 。正是这些微幼的结构差距 ，组成了分歧豆科植物与其专属根瘤菌同伴之间识此外分子基础 。
钻研人员比力了苜蓿与豌豆的根瘤菌NodD ，只管二者整体类似度高达80% ，但是它们对类黄酮类化合物的响应“偏好”极度分歧 。进一步钻研发现 ，将苜蓿根瘤菌中掌管信号鉴别激活的关键氨基酸 ，“移植”到豌豆根瘤菌NodD上后 ，它也能响应苜蓿根部门泌的类黄酮信号 ，并展示出与野生型苜蓿根瘤菌类似的固氮能力 。这个精彩的“分子嫁接”尝试 ，以最直接的方式证明：正是NodD蛋白上这几个地位的氨基酸 ，如同锁芯中的关键齿纹 ，决定了共生同伴识此外特异性 。
这项成就不仅解答了科学问题 ，更为人为设计高效固氮系统启发了新蹊径 。将来通过精准刷新NodD蛋白 ，不仅能定造适应特定作物的高效固氮菌株 ，实现“一对一”靶向固氮 ，更为推动水稻、玉米等非豆科作物成立类似共生关系 ，削减农业化肥使用 ，打下了坚事讽论基础 。
今年是杰睿全职参与分子植物科学中心的第8年 ，这也是他来到上海后第二次以通讯作者身份在国际权威学术期刊《科学》上颁发论文 。
为何选择在上海工作 ？这是杰睿时时被问到的一个问题 。去年一位英国官员接见分子植物科学中心时也问了他同样的问题 。“只有在上海我做出了这么好的钻研！”杰睿如是回覆 。
此前他在英国约翰·英纳斯中心工作 ，两位中国同事谢芳和王二涛先后来到了分子植物科学中心 ，并做出了杰出的钻研 。“上海这家钻研机构其时在国际上就已极度闻名 ，再加上我的老婆是一位中国人 ，我想来上� ？匆豢� 。”
只管至今只会说单一的中文 ，但他暗示上海是一座国际化城市 ，生涯极度方便 。“说到科学工作 ，可能好多表国人不会第一个想到中国 ，但这里的确是一个很不错的选择 。我在上海的钻研组规模比之前的都大 ，很多想要做的钻研都能够去索求 。”
分子植物科学中心为杰睿建设了科延装管家” ，处置各类日常事务 ，这样他能够专一于自己感兴致的固氮钻研 。而能否把与豆科植物固氮有关的基因放到玉米、水稻等非豆科植物中去 ，使它们也可能将空气中的氮气转化为可利用的营养 ，是国际上的一个前沿科学问题 ，比尔·盖茨基金会也在国表陆续赞助有关钻研 。
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