植物能“点外卖”吗？

  可以。它会请土壤里的微生物帮忙送“营养外卖”，有的送磷，有的送氮。但问题来了，植物细胞外有层厚厚的“墙”，微生物怎么进到植物身体里进行合作？

　　其实，这些有益微生物都持有植物发出的“邀请函”。早在4-5亿年前，植物与丛枝菌根真菌建立共生关系，真菌在土壤中形成庞大的菌丝网络，帮助植物高效吸收磷，约80%的陆生植物都具备这个能力。约6000万年前，豆科植物进一步演化出专属技能——和根瘤菌共生，可与根瘤菌协同将空气中的氮气变成植物能利用的氮源。这两种共生关系的信号传递，共用着一套基因模块，被称为“共生共享信号通路”（CSSP）。

　　2026年3月5日，中国农业大学生物学院梁鹏博团队在《科学》（Science）发表了Nanodomain-localized formin gates symbiotic microbial entry in legume and solanaceous plants的研究论文，揭开了这套通路里的“开门密码”。该研究发现，豆科植物蒺藜苜蓿中Formin家族蛋白SYFO2介导的根瘤菌胞内侵染分子机制，以CSSP类基因的共生演化为线索枢纽。该机制不仅是豆科植物与根瘤菌共生所必需，也主导着豆科植物和非豆科作物番茄中菌根真菌的胞内侵染进程。

　　梁鹏博团队发现，SYFO2就是植物为微生物量身打造的“守门人”，专门负责为它们“开门引路”。

　　在豆科植物苜蓿中，SYFO2是根瘤菌侵染根毛、起始侵染线形成的主导因子。接种根瘤菌后，SYFO2在苜蓿根毛细胞膜上呈现为特定的纳米微区（Nanodomain），并与支架蛋白SYMREM1发生物理互作，二者共同驱动蛋白质液-液相分离来形成局部细胞微丝调控枢纽，进而引发细胞膜内陷，最终形成根瘤菌进入宿主细胞的通道—侵染线，该过程中SYFO2的转录水平受根瘤共生特异转录因子NIN调控。

图A根瘤菌侵染宿主根毛细胞的细胞微丝重塑，图B丛枝菌根侵染宿主的皮层细胞

　　不仅是根瘤菌，SYFO2同时掌管着丛枝菌根真菌的“进门流程”。在真菌侵染苜蓿根部时，其转录水平在预侵染和早期侵染细胞中被特异激活，其蛋白亚细胞定位在菌丝进入宿主细胞及早期分枝结构处特异表达。

　　研究团队还发现，这套“开门机制”并非是豆科植物的“专属技能”。在番茄等非豆科作物里，SYFO2的同源基因依然完整存在。研究团队在番茄中异源引入苜蓿NIN蛋白，可成功激活番茄内源SYFO2的表达，揭示了根瘤菌早期侵染这一遗传通路框架在非豆科作物中的工程化潜力。

根瘤菌、丛枝菌根侵染豆科植物和非豆科作物番茄的保守分子框架及工程化策略

　　这项研究阐明了植物细胞内细菌与真菌共生建立的共性机制，也为未来增强或设计作物与有益微生物的共生关系提供了新思路。

　　据了解，本研究由中国农业大学植物抗逆高效全国重点实验室梁鹏博研究员担任通讯作者，德国弗莱堡大学Thomas Ott教授为共同通讯作者，在读博士生乔李锦、孙恒为论文共同第一作者。研究得到了国家重点研发计划项目、国家自然科学基金项目、拼多多-中国农业大学研究基金等多个项目的资助，国内外多家科研机构的学者为研究提供了重要的指导与技术支撑。

　　科学性审核：梁鹏博 中国农业大学生物学院

　　记者：武玥彤