新的根瘤菌-硅藻共生解决了长期存在的海洋之谜

氮是所有生物体的重要组成部分。它也是控制陆地作物以及产生地球上一半氧气的微观海洋植物生长的关键元素。大气中的氮气是迄今为止最大的氮库，但植物无法将其转化为可用的形式。

相反，大豆、豌豆和苜蓿(统称为豆类)等农作物获得了根瘤菌伙伴，可以将大气中的氮“固定”成铵。这种伙伴关系使豆类成为食品生​​产中最重要的蛋白质来源之一。

德国不莱梅马克斯普朗克海洋微生物研究所的科学家们现在在《自然》杂志上报告说，根瘤菌也可以与称为硅藻的微小海洋植物形成类似的伙伴关系，这一发现解决了一个长期存在的海洋谜团，并可能具有深远的意义。达到农业应用。

隐藏在硅藻中的神秘海洋固氮剂

多年来，人们一直认为海洋中的大部分固氮是由称为蓝细菌的光合生物进行的。然而，在广阔的海洋区域，没有足够的蓝藻来解释测量到的固氮作用。因此，引发了一场争议，许多科学家推测非蓝藻微生物一定是造成“缺失”固氮作用的原因。

“多年来，我们一直在寻找编码固氮固氮酶的基因片段，该酶似乎属于一种特定的非蓝藻固氮剂，”该研究的主要作者 Marcel Kuypers 说。 “但是，我们无法准确地弄清楚这个神秘的生物是谁，因此不知道它对固氮是否重要。”

2020年，科学家们从不来梅前往热带北大西洋，参加由两艘德国科考船参与的探险活动。他们从该地区收集了数百升海水，全球海洋固氮作用大部分发生在该地区，希望能够识别和量化这种神秘固氮剂的重要性。他们花了三年时间才最终拼凑出它的基因组。

“这是一项漫长而艰苦的侦探工作，”该研究的第一作者、生物信息学专家 Bernhard Tschitschko 说，“但最终，基因组解决了许多谜团。”

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