JIPB丨中国科学院杨维才院士团队揭示宿主血红素合成酶CPOP1通过调控根瘤氧浓度实现豆科植物高效共生固氮

本研究以百脉根为材料，首次揭示宿主血红素合成酶LjCPOP1通过调控根瘤氧浓度实现高效共生固氮的机制。背景方面，豆科植物根瘤固氮面临固氮酶需微氧与根瘤菌需氧的"氧气悖论"，传统研究聚焦豆血红蛋白的氧缓冲功能，但血红素合成的宿主调控机制未知。研究目的旨在阐明LjCPOP1在根瘤微环境调控中的作用，通过构建突变体发现其缺失导致根瘤变白、固氮能力丧失，根瘤内氧浓度升高使固氮基因失活，同时抑制共生菌分裂增殖。结论表明LjCPOP1通过启动子特异性获得根瘤高表达特性，保障血红素供给以维持低氧环境和菌群正常增殖，该发现为作物固氮效率提升提供了新靶点。