首页大河网讯 2022年12月2日，河南大学省部共建作物逆境适应与改良国家重点实验室王学路教授团队在国际著名学术期刊《科学》杂志上以研究长文发表了题为“Phosphoenolpyruvate reallocation links nitrogen fixation rates to root nodule energy state”的研究成果，揭示了大豆根瘤能量状态感受、分配及其调控生物固氮能力的新机制。这是继2021年10月1日王学路教授团队在《科学》发表研究长文（此项成果入选2021年度“中国高校十大科技进展”和2022年度“中国农业科学重大进展”）后，该团队在国际顶尖期刊发表的又一创新性研究成果，充分显示了王学路团队在相关研究领域的创新活力和国际领先地位，以及对促进生物固氮领域发展做出的卓越贡献，是我省科技创新和“双一流”建设工作取得的又一重大突破。
氮素是植物生长发育必需的大量营养元素，因而农业生产高度依赖工业氮肥。但是氮肥的生产需要消耗大量化石能源，并且过度施用氮肥会造成土壤板结退化和水体污染，影响农业的可持续发展。生物固氮是自然界生物可用氮的最大天然来源，豆科植物与根瘤菌的共生固氮贡献了60%以上的陆地生物固氮量，对保持农业以及自然生态系统中的初级生产和碳汇有重要意义。因此，提高豆科植物的共生固氮能力，甚至发展非豆科植物或者作物的共生固氮，为减少对工业氮肥的依赖、发展绿色可持续农业、实现“双碳”战略具有重要意义。王学路教授研究团队在根瘤中发现了新的能量感受器蛋白，它们可以感受细胞的能量状态，进而调控碳源在大豆根瘤中向固氮或细胞自身利用间的分配。这种精巧机制的解析，可以为人工设计低能耗的高效共生固氮体系提供思路，为大豆产量的提升、生物固氮能力的提高、土壤秸秆的快速循环降解等农业可持续发展问题提供创新手段。
党的二十大报告将“高质量发展”作为全面建设社会主义现代化国家的首要任务，提出了教育、科技、人才是全面建设社会主义现代化国家的基础性、战略性支撑。近年来，我省深入践行新发展理念、推动高质量跨越发展，将实施创新驱动、科教兴省、人才强省战略作为“十大战略”之首，强力推动双一流建设，在科技创新领域做出了系列成果。王学路教授自2020年1月加盟河南大学领衔“生物固氮和豆科生物学”团队以来，以豆科作物为主要研究对象，研究菌植互作的遗传、进化和分子机制；能量感受和分配调控根瘤发育、共生固氮的遗传和分子机制；豆科作物分子设计育种等。目前，该团队汇聚了来自美国、英国、上海、武汉的多位优秀青年教师加入，其中1人入选国家级青年人才项目，3人入选河南省杰青/优青；吸引了10多名毕业于武汉大学、吉林大学、浙江大学、新加坡国立大学、南京农业大学和华中农业大学等高校的优秀博士毕业生从事博士后研究。最近，王学路教授作为首席科学家获批国家重点研发计划项目“以碳增氮高效生物固氮回路设计与系统优化”，团队将快速推进在生物固氮和碳氮高效这一国际前沿科学领域的创新研究，并完善高水平合成生物学和分子设计育种平台，向现代生物育种领域积极拓展，为服务国家粮食安全和农业绿色可持续发展作出贡献，为建设国家创新高地不懈努力。（通讯员 王磊 吕琪）