气候变化、干旱、温度升高和其他压力因素对农业的可持续发展构成了挑战。研究人员现在有了一个意想不到的发现：锌在植物应对非生物胁迫的过程中起着关键作用。这一突破性发现不仅揭示了植物生长的复杂机制，而且有望彻底改变作物的抗逆性，尤其是以豆科植物为基础的农业。

发现锌在固氮中的作用

科学家们发现了锌在豆科植物固氮过程中的重要作用。这一发现与对称为"硝酸盐下固氮（FUN）"的转录调节因子的深入研究相结合，有可能通过提高作物效率和减少对合成肥料的依赖来改变豆科植物的种植。通过深入研究锌和FUN控制固氮作用的机制，研究人员旨在提高氮的可用性，提高作物产量，并促进更环保的耕作方法。

豆科作物与根瘤菌形成共生关系，根瘤菌将大气中的氮固定在根瘤中。然而，这些根瘤很容易受到各种环境压力的影响，如温度变化、干旱、洪水、土壤盐碱化和土壤氮含量升高。

植物微量营养元素传感技术取得突破

奥胡斯大学的研究人员与马德里理工大学和法国欧洲同步辐射设施合作，发现豆科植物利用锌作为次要信号来整合环境因素并调节固氮效率。研究人员在发表于《自然》（Nature）的研究报告中发现，FUN是一种新型锌传感器，它能解码结核中的锌信号并调节固氮作用。

"发现锌在植物中作为次要信号的作用确实很了不起。锌是一种重要的微量营养元素，以前从未被认为是一种信号。在筛选了超过15万株植物后，我们终于确定了锌传感器FUN，揭示了植物生物学的这一迷人之处，"该研究的第一作者林杰顺（Jieshun Lin）助理教授解释说。

Jieshun Lin 展示日本莲上的根瘤。图片来源：Helene Eriksen

Kasper Røjkjær Andersen 教授解释说："在这项研究中，研究人员发现 FUN 是一种重要的转录因子，当土壤氮浓度较高时，它能控制结核的分解。"

从农业角度来看，持续固氮可能是一种有益的性状，它可以增加氮的供应量，无论是对豆科植物，还是对依赖豆科植物生长后留在土壤中的氮的共同栽培作物或未来作物来说都是如此。这有助于为未来的研究奠定基础，为我们提供新的方法来管理我们的耕作系统，减少氮肥的使用并降低其对环境的影响。

这项研究意义重大。通过了解锌和 FUN 如何调节固氮作用，研究人员正在制定优化豆科作物固氮过程的策略。这可以增加氮的输送，提高作物产量，减少对合成肥料的需求，而合成肥料会带来环境和经济成本。

研究人员目前正在研究 FUN 如何产生和解码锌信号的机制。他们期待着将这些新发现应用于豆类作物，如蚕豆、大豆和豇豆。

研究团队齐聚奥胡斯大学的实验室设施。图片来源：Helene Eriksen

编译来源：ScitechDaily