近日，中國農業(yè)科學院生物技術研究所微生物功能基因組創(chuàng)新團隊林敏課題組在水稻根際聯(lián)合固氮施氏假單胞菌中發(fā)現(xiàn)新型非編碼RNA參與協(xié)同調控固氮酶活性，為進一步揭示生物固氮網(wǎng)絡調控機制奠定了重要理論基礎。相關研究成果在線發(fā)表在《應用環(huán)境微生物學（Applied and Environmental Microbiology）》上。
生物固氮是固氮微生物特有的一種生理功能，這種功能是在固氮酶的催化作用下進行的，受胞內能源供應和環(huán)境脅迫因子影響較大。為適應環(huán)境變化，固氮微生物在進化過程中形成了一套復雜的調控系統(tǒng)，固氮細胞需要表達和維持足夠的nif mRNAs分子，才能確保高效固氮酶活，但相關調控網(wǎng)絡和作用機制目前還不清楚。
此前研究已發(fā)現(xiàn)了第一個直接參與固氮轉錄后調控的新型的非編碼RNA NfiS，該研究中，科研人員鑒定出第二個參與固氮基因轉錄后調控的新型非編碼RNA，并命名為NfiR。通過分子生物學實驗和生理生化表型鑒定證明NfiR在環(huán)境脅迫應答和固氮等代謝過程中發(fā)揮重要的調控功能。 NfiR不但能夠與固氮酶基因nifD mRNA直接相互作用，增強其轉錄后的穩(wěn)定性，而且與非編碼RNA NfiS協(xié)同參與最佳固氮酶活性的調控。該研究首次證明2個感應不同環(huán)境信號的非編碼RNA協(xié)同調控固氮酶的最佳活性，這種協(xié)同調節(jié)作用可能是固氮微生物在復雜多變的根際環(huán)境中的一種進化適應策略。
與豆科結瘤固氮體系比較，水稻根際聯(lián)合固氮體系不形成根瘤等特殊組織結構，受環(huán)境影響較大，其田間固氮效率低下，應用效果不穩(wěn)定。克服上述天然缺陷，建立高效穩(wěn)定的聯(lián)合固氮體系并在農業(yè)生產上應用，是實現(xiàn)綠色高效農業(yè)生產的一項富有挑戰(zhàn)性的研究課題。該研究為解決這一難題邁出了堅實的一步。
該研究得到了國家973項目和自然科學基金項目的資助。（通訊員 崔艷）
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