Page 89 - 碳中和技术应用与发展

第三章 碳中和背景下肥料行业经济发展

深入发展提供了技术支撑，我国生物与有机肥料近十多年获得了深入发展。
1. 生物肥料研究和产业化进入全新发展阶段
近十多年来，中国科学家在生物肥料基础研究方面取得了许多世界领先的成

果，涵盖了根瘤菌共生固氮、丛枝菌根真菌与宿主互作及解磷、非共生益生菌根
际定殖及功能发挥，以及作物微生物组与合成菌群等多个方面，推动我国生物肥
料进入一个全新的发展阶段。
我国科学家在揭示根瘤菌与豆科植物共生的分子机制方面取得了显著进展，

揭示了豆科植物中 SHR-SCR 干细胞程序如何响应根瘤菌信号，促进根皮层细胞
分裂，从而实现与根瘤共生的机制。利用单核转录组技术，对苜蓿根部进行了高
分辨率的时空分析，揭示了共生菌感知与响应的分子机制。此外，还发现了光诱
导大豆茎部活性物质能够调节植物根系对根瘤菌的感知，促进根瘤形成，显著提

高固氮效率。我国科学家发现大豆根瘤的能量状态感受器蛋白在不同结瘤能量状
态下，调控糖酵解中间产物在共生固氮和植物细胞自身利用方向的分配。这些研
究有助于改良根瘤菌—豆科植物共生体系，提高豆科植物的固氮效率。我国科学
家通过基因编辑精准调控根瘤数量，实现了碳氮平衡的高效固氮，从而在大田种

植条件下大幅提高大豆的产量和蛋白含量，提出了“优化结瘤固氮促进高产优质”
的精准育种新思路。
菌根真菌（AMF）与宿主植物的相互作用在磷吸收中发挥着重要作用。我
国科学家通过基因组分析，揭示了 AMF 在磷饥饿条件下与植物的相互作用机制。

传统上认为，植物转移给 AMF 的主要营养物质是碳水化合物，然而我国科学家
证明植物通过合成脂肪酸来维持菌根定殖。此外，还发现植物分泌溶菌素促进
与 AMF 的共生，提升植物吸收土壤磷的能力。这些研究成果为菌根真菌生物肥
料的研发和应用提供了坚实的理论支撑。非共生根际益生菌是我国生物肥料的主

要生产菌种，尤其是根际益生芽孢杆菌。在非共生根际益生菌方面，我国科学家
同样取得了引人瞩目的成就，系统揭示了贝莱斯芽孢杆菌根际初始粘附、趋化、
定殖、抗病的分子机制，为提高生物肥料的促生效果提供了重要指导。针对联合
固氮生物肥料高效固氮和泌氨的难题，我国科学家对多种联合固氮菌进行了筛

选和研究，例如，揭示了施氏假单胞菌的固氮基因特征，并发现新型调控非编码
RNA 对固氮能力的影响，提供了优化固氮菌基因调控新思路。此外，发现圆柏
类芽孢杆菌在氨存在下仍能有效固氮，显著提高了土壤氮素利用效率，促进了作

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