豆科植物结瘤信号的研究进展
摘要：氮素是植物生长最主要限制因子之一，豆科植物可与根瘤菌共生固氮，是氮素重要来源，但根瘤共生具有宿主专一性。根瘤形成分为根瘤菌侵染和根瘤器官发生两个过程，据研究依赖钙和钙调素的蛋白激酶（CCaMK）是控制根瘤菌侵染和根瘤器官发生的重要因素，此外，位于Ca2 尖峰信号的上游的一个共生受体激酶（SYMRK）、两个离子通道（CASTOR和POLLUX）和三个核孔蛋白（NUP85，NUP133和NENA），以及一个位于核内卷曲螺旋蛋白（CYCLOPS）都是根瘤共生体系不可或缺的。本文主要对豆科植物与根瘤菌共生固氮的分子机理进行探讨，重点分析依赖钙和钙调素的蛋白激酶（CCaMK）的作用机制。
关键词：豆科植物；根瘤菌；共生固氮；结瘤信号；CCaMK
一、文献综述
（一）农业生产
农业是通过培育动植物生产食品及工业原料的产业，属于第一产业。民以食为天,粮食作物是维系一个国家生存和发展的重要资源。而随着人口增长，人们对粮食的需求也越来越大。在过去的两百多年，许多国家通过不断扩大耕地面积来满足对粮食的需求，维持农业生产[1]。为了维持高作物产量，现代化农业除了扩大耕地面积，还依靠于工业化肥和农药的大量使用。工业化肥的主要成分是氮、磷、钾，还含有一些次要营养元素化合物，能改善植物生长，增加作物产量和提高作物品质。但化肥的使用也会导致土壤受到侵蚀，造成土壤营养成分丢失。而且化肥中的营养元素不能全被植物吸收，造成土壤中氮、磷等元素的积累，也造成附近水质的富营养化等，导致环境破坏，生态失衡。所以，有必要研发一种既能增加作物产量又能提高作物品质，同时对环境无污染或污染小的新方法，来替代工业化肥。
（二）植物与微生物共生系统
1 植物与微生物共生意义与种类
在陆地生态系统中，营养物质和水是植物生长不可或缺的。特别是氮、磷、钾等元素，经常制约植物生长。在自然界中，有些植物能与微生物互利共生，克服营养限制。比如豆科植物能调节对氮的需求量，在缺氮和磷的土壤中生长，并为土壤提供氮肥。豆科植物与根瘤菌的根瘤共生固氮是土壤中氮素最直接和经济的来源。
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