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在自然界中，豆科植物（如大豆、苜蓿等）的根部与根瘤菌通过共生形成的根瘤器官是高效的天然氮肥工厂。在该器官中，植物为根瘤菌提供碳源，根瘤菌负责将空气中的氮气转化为植物可利用形式的氮肥。但是豆科植物根系所处环境复杂，存在着多种根瘤菌和其他细菌，植物是如何精准识别并只允许“相匹配”的根瘤菌进入根部结瘤的呢？

北京时间2026年1月9日，中国科学院分子植物科学卓越创新中心Jeremy Murray团队与张余团队合作在国际权威期刊Science上在线发表题为“The molecular basis of the binding and specific activation of rhizobial NodD by flavonoids（类黄酮类化合物特异性结合激活根瘤菌NodD分子机制研究）”的科研论文。

多年研究表明，豆科植物根系会分泌一种叫做“类黄酮类化合物”的化学信号，它如同一把特制的“信号钥匙”。而根瘤菌细胞内一个名为NodD的转录因子，就像“分子锁”，能够识别与之匹配的“信号钥匙”，从而启动共生程序。这一信号识别与激活过程被普遍认为是决定共生特异性的关键环节。然而，根瘤菌的“分子锁”NodD如何特异性识别类黄酮类化合物这把“化学信号钥匙”，一直是该领域备受关注且尚未完全阐明的科学问题。

这项最新研究发现，豌豆根瘤菌NodD蛋白的配体结合结构域通过两个蛋白口袋识别橙皮素——一个结合口袋位于NodD蛋白的单体中，一个位于NodD蛋白的二聚界面上，这种结合构象在已知的NodD所在的转录调控因子家族中尚属首次发现。进一步分析表明，NodD的三个关键结构元件，形成识别配体的“结合口袋”云开·全站APP(kaiyun)，能适配橙皮素等黄酮分子，却不能适配像异黄酮和紫檀烷等其他类别的类黄酮类化合物。这从结构的角度解释了为什么根瘤菌NodD能够特异性地被类黄酮类分子所结合激活。

研究人员进一步比较了苜蓿根瘤菌NodD与豌豆根瘤菌NodD，尽管二者整体相似度高达80%，但是它们对类黄酮类化合物的响应“偏好”非常不同。豌豆根瘤菌NodD主要响应黄烷酮/黄酮，而苜蓿根瘤菌主要响应查尔酮。通过区域交换实验和大量的点突变实验，研究人员锁定了位于关键结构元件上的几个关键氨基酸，正是这些区域的氨基酸残基决定了根瘤菌对不同类黄酮的响应特异性。

研究团队通过将苜蓿根瘤菌NodD中的三个关键激活域“移植”到豌豆根瘤菌NodD上，成功构建出一个“嵌合体”NodD蛋白，改造之后的豌豆根瘤菌NodD也能响应苜蓿根部分泌的类黄酮信号，并展现出和野生型苜蓿根瘤菌相似的结瘤固氮能力。这直接证明了正是这三个关键激活域，决定了豆科植物与根瘤菌之间的特异性识别。

那么，豆科植物与根瘤菌之间为什么需要这种特异性呢？研究人员认为，这种精确识别源于数百万年在重叠栖息地中的协同进化。为了确保成功建立共生关系，每种豆科植物都需要准确识别更适合自己的根瘤菌菌株。它们互认的机制是根瘤菌识别植物发出的独特信号，而植物也识别根瘤菌反馈的特异性信号，这有效防止了多种豆科植物相邻生长时发生配对混淆。

这项成果不仅解答了豆科植物与根瘤菌如何通过类黄酮与NodD实现信号特异识别这一科学问题，更开辟了人工设计高效固氮体系的新路径。未来通过精准改造NodD蛋白，不仅能定制适应特定作物的高效固氮菌株，实现“一对一”靶向固氮，更为推动水稻、玉米等非豆科作物建立类似共生关系，减少农业对化肥的依赖打下理论基础。

近日云开·全站APP(kaiyun)，福建一名男子因呼吸困难被紧急送医，检查发现其血氧饱和度已低至危险的85%，并出现了呼吸衰竭的症状。经过医生详细问诊，令人意想不到的病因浮出水面——患者连续4周，每天穿着同一件破损的羽绒服超过12小时。这件网购的低价羽绒服内衬已有破损，稍一活动便有羽绒纤维从接缝处飘出，正是这些肉眼难见的微小颗粒，最终导致他患上“羽绒肺”。

欧阳辉解释云开·全站APP(kaiyun)，“羽绒肺”并非规范的医学诊断名称，而是对长期吸入羽绒纤维或其中所含的微小蛋白质颗粒引起的过敏性肺炎或间质性肺疾病的通俗表述，其医学本质是“过敏性肺炎”，属于间质性肺疾病的一种。“简单来说，就是人体吸入了羽绒中含有的禽类蛋白、尘螨、霉菌等微小过敏原后，免疫系统发生过度反应，攻击自身肺部组织，引发肺泡和肺间质炎症。”

普通肺炎多由病毒或细菌感染引发，病原体进入肺部后，攻击肺部组织引发炎症，而“羽绒肺”本质是外源性过敏性肺炎。羽绒中附着的蛋白颗粒属于外源性物质，当羽绒服、羽绒被等出现破损，微小的羽绒纤维及其携带的蛋白质颗粒会持续飘散并被吸入肺部的肺泡。对于某些人，即便是过去没有明确过敏史的人，免疫系统也会将这些外来蛋白质颗粒识别为“入侵者”云开·全站APP(kaiyun)，从而引发强烈的炎症反应，损伤肺泡壁和周围的肺组织。长期反复的免疫攻击会导致肺组织增生、变厚甚至纤维化，呼吸功能逐步衰退，严重时可发展为呼吸衰竭。

“劣质羽绒本身脱落的细微蛋白颗粒或混杂的羽毛梗碎屑、灰尘等填充物杂质，都有可能成为致病诱因。”欧阳辉提醒，劣质羽绒制品是诱发“羽绒肺”的主要风险源，一方面，其生产过程中未经过严格的清洗、高温消毒和除螨处理，所以残留的禽类蛋白、尘螨、霉菌等过敏原数量较多；另一方面，劣质制品的面料和缝线工艺较差，容易出现“漏绒”情况，微小的羽绒碎屑会直接飘散在空气中，增加吸入风险。与之相反，高质量的羽绒制品致敏概率则显著降低。

值得注意的是，即使是高质量的羽绒制品，若在密闭、不通风的环境中长期使用，也可能增加患病风险。在卧室等密闭空间内，羽绒碎屑、尘螨等过敏原会逐渐积聚，过敏原浓度升高后，即使是体质较好的人，也可能出现呼吸道刺激症状。另外，部分人习惯将羽绒服、羽绒被长时间存放后直接使用，未经过晾晒、通风，存放过程中滋生的霉菌、尘螨也会成为潜在隐患。

正确使用：做好通风、晾晒和清洁。新购买或长期存放的羽绒制品，使用前应进行晾晒、通风，利用紫外线杀灭霉菌、尘螨，同时消除残留的异味。使用过程中，室内穿着时保持空气流通，每天开窗通风1至2次，减少羽绒纤维在空气中积聚，降低过敏原浓度。若需清洗，选择专业清洗方式，轻柔清洗羽绒服，避免强力揉搓导致纤维断裂。若发生破损，建议及时修补更换，以免引起身体不适。

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