王学路教授团队科研成果入选2021年度“中国高等学校十大科技进展”

由教育部科学技术委员会组织评选的2021年度“中国高等学校十大科技进展”近日揭晓，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完成的“光诱导的信号调控大豆共生结瘤机制”成功入选。

为及时宣传中国高等学校的重大科技成果，充分展示高等学校在我国科技创新方面的实力，鼓励高等学校提高科技创新能力，教育部科学技术委员会自1998年起，开展了“中国高等学校十大科技进展”的评选，每年评选一次。

本次入选是我校创新成果首次入选中国高等学校十大科技进展，也是该评选设立以来河南省属高校首次入选，充分展示了河南大学的科技创新实力，进一步提升了学校声誉，助力学校生物学一流学科建设。

共生固氮是自然界生物可用氮的最大天然来源，影响着农业和自然生态系统中的初级生产和碳汇，在绿色农业发展中占有重要地位。豆科植物进化出根瘤来容纳根瘤菌在其中进行共生固氮，这是一个高耗能的过程，光被认为是驱动自然生态系统中共生固氮的主要因素。但光合产物和光信号如何调控豆科植物根瘤固氮的机制，一直是豆科植物共生固氮领域的未解之谜。王学路教授研究团队发现光合产物和光信号在调控共生结瘤过程中的不同作用，揭示了CCaMK-STF-FT模块整合地上光信号和地下共生固氮信号，调控根瘤形成的机制。研究结果2021年10月1日以Article形式在《Science》正式发表,提出了植物地上-地下协同发育的新机制，为设计在弱光条件下也可以共生固氮的新型植物提供了关键技术手段，为优化农业中碳-氮平衡提供了新思路。

王学路教授团队长期从事植物遗传学、植物激素信号转导及其与逆境互作，调控植物生长发育的机制研究。在我校省部共建作物逆境适应与改良国家重点实验室组建了“生物固氮和豆科生物学”团队，以豆科作物为主要研究对象，研究菌植互作的遗传、发育、分子和进化机制，并开展豆科作物品种分子设计改良。近期，该团队在大豆共生固氮领域取得了一系列研究成果。2020年12月21日，在Molecular Plant上发表研究论文，揭示大豆GSK3蛋白激酶磷酸化共生关键转录因子NSP1，介导盐胁迫抑制豆科植物-根瘤菌共生的分子机制。该研究加深了我们对盐胁迫调控结瘤固氮的分子机制的了解，为改善大豆和其他豆类在环境胁迫条件下的共生固氮能力提供了可供改造和利用的目标基因。2021年1月15日，在Nature Plants上发表研究论文，揭示大豆与根瘤菌共进化过程中，根瘤菌由裂隙侵染向根毛侵染方式转化的遗传、分子和进化机制，这种侵染方式的转变对于增强大豆共生固氮能力和提高大豆产量起到了重要作用。该研究不仅揭示了在大豆与根瘤菌互作过程中宿主与寄主匹配性的遗传和分子机制，而且阐释了根瘤菌与大豆共进化过程中，根瘤菌由裂缝侵染演化成高效的根毛侵染过程的重大分子事件，也为大豆高效固氮的分子设计育种提供了重要理论依据和目标基因。2022年2月17日，在New Phytologist发表研究成果，揭示了根瘤菌侵染触发大豆共生根瘤细胞核内复制的机制。该研究不仅为深入研究根瘤菌和共生固氮领域的诸多问题提供了重要的启示，而且也为研究核内复制在植物发育过程中的作用提供了一个范式。