6月23日,中国农业科学院作物科学研究所大豆高产性状机理解析与设计创新团队成功揭示了成花素家族基因GmFT5b功能分化驱动大豆根瘤形成的分子机制。相关研究成果在线发表在《自然·通讯(Nature Communications)》上。
豆科植物与根瘤菌的共生固氮作用是农业生态系统中重要的氮素来源,对提升大豆产量、减少化肥施用、优化农田生态环境具有重要意义。但根瘤菌侵染后如何诱导根皮层细胞重编程分化形成结瘤干细胞的分子机制尚未解析。

研究团队创新性聚焦大豆成花素家族基因在大豆中发生的功能分化,通过驱动根皮层细胞重编程为结瘤干细胞,进而促进根瘤形成的分子机制,对成花素同源物GmFT5b及其互作蛋白GmFDL23的生物学功能分析发现,GmFT5b和GmFDL23在根皮层的表达受根瘤菌诱导上调,二者形成功能复合体后,直接抑制根皮层中一个负调控因子的活性,从而解除其对干细胞调控因子的阻遏,最终驱动皮层细胞重编程为结瘤干细胞,启动根瘤形成。该研究丰富了大豆根瘤形成的早期调控网络,也为通过分子育种提高大豆结瘤效率提供了新的候选靶点。
作科所博士研究生孙慧宇、副研究员张晓玫为论文的共同第一作者,作科所傅永福研究员为本文的通讯作者。该研究得到了国家重点研发计划、国家自然科学基金以及中国农业科学院科技创新工程等项目的资助。
原文链接:https://www.nature.com/articles/s41467-026-74688-4