华中农业大学李霞教授应邀访问并作学术报告

2025年1月10日上午，华中农业大学李霞教授受邀前往北京大学蛋白质与植物基因研究国家重点实验室、生命科学学院进行学术交流，并于吕志和大楼B101会议室作了题为“铁是大豆结瘤与共生固氮的重要驱动力” 的学术报告。本次报告由重点实验室副主任秦跟基教授主持。

李霞教授首先阐述了提高大豆生产能力对国家战略的重要性。其中，单产低是影响大豆总产量的“卡脖子”问题。高效固氮是突破大豆单产瓶颈的关键之一，也是中国品种大豆与美洲品种的重要差距之一。

豆科植物共生固氮是一个复杂的生物学过程，根瘤菌侵染豆科植物和根瘤形成是受到结瘤信号的严密调控的。其中，NIN扮演了整合上游信号、调控下游网络的枢纽角色。

MicroRNAs调控各种生物学过程。miR172c是一个调控大豆结瘤的重要基因，介导大豆结瘤信号开启结瘤自调控过程。GmNINa通过转录激活miR172c调控大豆结瘤。GmNNC1活性被miR172c抑制，前者与GmNINa互作，抑制其转录激活GmRIC1/2。

人们意识到，共生固氮与大豆开花似乎在时空上紧密相关。李霞教授课题组发现并定义了共生信号miR172介导豆科植物开花信号途径。MiR172作为长距离共生信号，从根系转移到植株地上部分促进开花。这意味着固氮与开花之间的联系不仅仅由于氮丰度的改变，也受分子信号的调控。

有活性的根瘤呈现红色，这是因为其中富含的豆血红蛋白。因此，铁是大豆共生固氮的前提因素。植物根系对铁的吸收和稳态受到精细调控。大豆结瘤基因NIN受环境铁水平的精细控制。GmNSP1a介导低铁条件下的结瘤，其蛋白稳定性和功能在低铁环境被抑制。泛素连接酶GmBTS结合铁离子后蛋白变得更稳定，其作为铁感受器正向调控大豆低铁信号。GmBTSa/b的转录和蛋白均受根瘤菌诱导，功能冗余地促进大豆结瘤，通过调控GmNSP1a介导低铁下大豆结瘤。GmBTS 能与GmNSP1a互作，单泛素化修饰GmNSP1a并促进GmNSP1a的蛋白稳定性，作为铁受体参与调控植物低铁信号和铁稳态。这说明BTS-NSP1介导豆科共生结瘤响应铁信号。

在报告结束后，李霞教授与在场师生进行了热烈的讨论。衷心地感谢李霞教授为我们带来的这次学术交流的机会，让我们收获颇丰，希望未来有更多的交流合作。