上海市微生物学会

在植物生长的复杂土壤环境中，既存在可以与之建立共生关系的有益菌，也潜藏着导致其发生病害的病原菌。其中，有益的根瘤菌可以和豆科植物建立共生关系，将大气中的氮气（N2）转化为植物可利用的铵（NH₄ ⁺ ），而植物则为根瘤菌提供光合产物作为碳源，二者互利共生。与之相反，病原微生物的存在时刻威胁着植物的健康和作物的产量。因此，豆科植物如何区分根瘤菌与病原菌，在“共生”与“免疫”之间找到平衡，是困扰了科学界多年的重大问题。

中国科学院分子植物科学卓越创新中心王二涛研究员团队以豆科模式植物蒺藜苜蓿为材料，揭示了细胞质类受体激酶 MtLICK1/2 与共生受体激酶MtLYK3特异性相互作用，在根瘤共生过程中通过相互磷酸化激活结瘤因子受体复合物，从而启动共生信号转导。更为重要的是，研究还揭示了 MtLICK1/2 在“共生-免疫”调控中的双重功能。一方面，作为结瘤因子信号通路的关键组分，MtLICK1/2的激酶活性直接受结瘤因子调控，进而控制根瘤菌侵染和根瘤器官的发育；另一方面，MtLICK1/2 在根瘤菌侵染区被激活，能有效抑制植物免疫反应，如 MAPK的激活、活性氧（ROS）的迸发以及免疫相关基因的表达。该研究揭示了植物免疫系统并非简单的“开关式”反应，而是具有“模式识别+信号分层+时空调控”的复杂网络。这一精细的免疫调控机制确保了共生关系的顺利建立，同时维持了植物的基础免疫能力，诠释了豆科植物如何在“共生”与“免疫”这一看似矛盾的生命过程中取得平衡（图1）。未来，通过在非豆科植物中改造和重构 MtLICK1/2，有望让作物具备“有选择地关闭免疫、欢迎根际有益菌”的能力，从而推动绿色农业与可持续发展。

相关成果以“A kinase mediator of rhizobial symbiosis and immunity in Medicago”为题，于 2025 年 5 月 6 日发表在 Nature 上。该成果发表后引起了国际植物学界广泛关注，Molecular Plant, eLife 和 Science China（Life Sciences）发表了 Research Highlights 等评述论文点评推介该成果，认为该项研究解决了一个长久存在的未知问题。