研究人员发现，锌在豆科植物的固氮过程中起着至关重要的作用。这一发现与转录调节因子硝酸盐下固氮 (FUN) 一起，可以通过优化作物效率和减少对合成肥料的依赖来彻底改变以豆科植物为基础的农业。通过了解锌和 FUN 如何调节固氮，研究人员可能能够增强氮输送、提高作物产量并促进更可持续的农业实践。
关于锌的新知识可以改变我们种植农作物的方式，因为植物可以变得更具气候适应性。这意味着植物可以提高对极端天气的耐受性，这不仅可以确保更稳定的农作物产量，还可以减少对人工肥料的需求，并使得人们能够在新的、以前不适宜种植的地区种植豆科植物。
“细菌可以与豆科植物合作，在根瘤中固定空气中的氮。然而，根瘤对温度、干旱、洪水、土壤盐分和土壤中高浓度的氮等环境影响很敏感，”助理教授兼这项研究的主要作者林杰顺解释说。
丹麦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装置合作发现，豆科植物利用锌作为次级信号来整合环境因素，调节固氮效率。在发表于 《自然》杂志上的研究中，研究人员发现FUN是一种新型的锌传感器，它可以解码根瘤中的锌信号并调节固氮。
“发现锌在植物中作为次级信号的作用确实令人惊叹。它是一种至关重要的微量营养素，以前从未被视为信号。在筛选了超过 150,000 株植物后，我们最终确定了锌传感器 FUN，揭示了植物生物学这一令人着迷的方面， ”Jieshun Lin 解释道。
在这项研究中，研究人员发现，FUN 是一种重要的转录因子，可以在土壤氮浓度高时控制根瘤分解：“ FUN 受一种特殊的机制调节，这种机制直接监测细胞锌水平，我们表明，当锌水平低时，FUN 会被锌灭活，变成大的丝状结构，并释放成活性形式， ”Kasper Røjkjær Andersen 教授解释说。
从农业角度来看，持续的固氮作用可能是一种有益的特性，可以增加氮的利用率，无论是对于豆科植物还是对于依赖豆科植物生长后留在土壤中的氮的共栽作物或未来作物而言都是如此。这有助于为未来的研究奠定基础，为我们提供管理农业系统的新方法，减少氮肥的使用，减少其对环境的影响。
这项研究意义重大。通过了解锌和 FUN 如何调节氮固定，研究人员正在制定策略来优化豆科作物中的这一过程。这可以增加氮输送量，提高作物产量并减少对合成肥料的需求，而合成肥料会产生环境和经济成本。
研究人员目前正在研究 FUN 产生和解码锌信号的机制。他们期待将这些新发现应用于蚕豆、大豆和豇豆等豆科作物。
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