病毒帮助植物获取氮

科学家发现土壤病毒可以帮助豆科植物将大气中的氮转化为生物可用的养分。病毒帮助植物获取氮的帖子首先出现在 Sciworthy 上。

来源:Sciworthy

氮是蛋白质、氨基酸和 DNA 的重要组成部分。没有氮,细胞就无法发挥作用或繁殖。氮以二氮气的形式存在于大气中,但植物和动物无法获取大气中的氮。相反,我们依赖生物可利用的形式,如氨和硝酸盐。

专门的微生物可以通过称为生物固氮的过程将大气中的氮转化为氨。固氮土壤细菌具有独特的蛋白质复合物,即固氮酶复合物,可以促进氮转化。固氮酶复合物由一组称为 nif 基因的基因激活。

花生、豌豆和菜豆等豆科植物在其根部周围的土壤区域(称为根际)中含有固氮细菌。固氮土壤细菌和豆科植物之间的共生关系为地球上的生命提供了大部分生物可用氮。

附着在植物根部的细菌通过土壤向植物“供给”氮,进而从进行光合作用的植物中接收有机酸作为能量。资料来源:维基共享资源

然而,仍有一个谜团尚未被探索:土壤病毒在这些氮转化(称为氮循环)中的作用。病毒是由遗传物质和蛋白质组成的微观粒子,但如果没有宿主细胞,它们就无法繁殖。科学家认为病毒是介于生命和非生命之间的生物实体。

研究小组还发现了 3 种最常携带固氮基因的病毒:Kyanoviridae、Nudiviridae 和 Bronfenbrennervirinae。蓝藻病毒携带一种称为 nifU 的 nif 基因。研究人员使用名为 DRAM-v 的计算机程序来确认 nifU 是一个功能齐全的基因,也是病毒可以使用的真正工具。

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