我国农业生产过程中存在过度施肥的现象，使土壤无机氮含量过高，导致了结瘤固氮受抑制的“氮阻遏”效应。农民很少使用根瘤菌接种，对化肥依赖性高，从而增加了农业生产成本和生态成本。近期，广州大学关跃峰课题组联合福建农林大学吕培涛课题组发表在Nature Communication的最新研究成果，该研究对于培育适应我国土壤条件的绿色高产大豆品种，具有重要意义，受到共生固氮领域的广泛关注。

豆科植物-根瘤菌的共生互作会受到根际不同氮浓度的影响，这包括氮浓度对固氮器官根瘤的数目、根瘤发育、根瘤固氮酶活以及根瘤衰老等进行的动态调控。文章综述了当前在不同根际氮浓度下豆科植物宿主采取的多种共生固氮调控策略。包括结瘤自调控AON（Autoregulation of Nodulation）和地下-地上（Root-to-Shoot）系统性长距离调控途径（图1A），核心转录因子NIN/NLPs在根部的局部调控途径（图1B）。

图1.结瘤、根瘤衰老的系统性调控和局部调控

利用大豆水培体系，可以实现实时追踪根部结瘤对氮浓度的快速、可逆响应。通过高低氮组合处理结合多组学分析，该研究挖掘到大豆成熟根瘤响应氮信号，调控根瘤衰老的核心转录因子SNAPs，构建了以SNAPs为核心的“氮阻遏”转录调控网络，并运用基因编辑创制了“耐氮阻遏”高效固氮大豆新种质（图1C）。

此外，评述还展望了未来的研究方向：一、以SNAP为中心的调控网络是在根瘤器官局部发挥作用，或可依赖相似遗传框架，在多种衰老途径中系统发挥作用，如叶片衰老；二、SNAP调控网络与结瘤自调控通路AON或NIN/NLPs调控根瘤数目的过程是否存在关联；三、不同形式的氮源介导的根瘤调控与衰老机制调控网络的异同；四、在田间自然复杂生境条件下，结瘤与根瘤衰老如何协同响应生物胁迫与非生物胁迫等。

中国农业大学植物抗逆高效全国重点实验室，根瘤菌研究中心，梁鹏博课题组科研助理乔李锦为第一作者，在此衷心感谢中国农业大学生物学院田长富教授、焦健副教授和董江丽教授在写作过程中给予的建议和帮助。

Nature Commun | 广州大学关跃峰/福农吕培涛团队合作鉴定大豆成熟根瘤“氮阻遏”核心转录因子SNAPs及其调控网络