固氮基因研究獲突破能讓植物自行合成氮肥

   美國圣路易斯華盛頓大學日前發布新聞公報說，該校研究人員通過移植固氮基因，成功使一種光合作用細菌獲得了從空氣中吸收氮的能力。這將有助于研究植物固氮技術，培育不需要施氮肥的農作物。

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　　一些細菌和古菌能直接吸收空氣中的氮，生成有用的氮化合物，這一過程稱為固氮。植物沒有固氮能力，只有一些豆科植物能利用共生的細菌間接固氮。為了保證產量，現代農業需要大量使用氮肥。

　　將細菌的固氮基因移植給農作物，是生物技術領域的一個重要課題，但此前研究進展不大。其中一個難點是，氧氣會抑制固氮酶的作用，大幅降低固氮效率，而植物光合作用會產生氧氣。

　　圣路易斯華盛頓大學的研究人員在美國《微生物學》網絡雜志上發表論文說，他們移植的固氮基因來自一種藍桿藻。藍桿藻是一類特殊的藍細菌，有著晝夜節律，白天通過光合作用儲存能量，夜間利用這些能量進行固氮，合成葉綠素。

　　藍細菌又稱藍藻，是地球上最古老、生存時間最長的低等原核生物之一，部分藍細菌具備固氮能力。

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　　研究人員從藍桿藻基因組中辨別出35個與固氮有關的基因，移植給一種不會固氮的光合作用藍細菌——集胞藻，使后者獲得固氮能力。通過調整這些基因的表達水平，集胞藻固氮效率最高達到了藍桿藻的30%以上。

　　這是科研人員首次培育出既會光合作用又有固氮能力的轉基因生物，為相關研究提供了許多新線索，包括實現固氮至少需要多少基因、什么基因能減少氧氣對固氮過程的干擾、如何減少固氮的能耗等等。

　　新聞公報說，這項新成果意味著，人們也許很快就能讓農作物自行合成氮肥，節約農業生產成本，并減少化肥工業造成的污染。