氮是所有生物體的重要組成部分。它也是控制陸地作物以及產生地球上一半氧氣的微觀海洋植物生長的關鍵元素。大氣中的氮氣是迄今為止最大的氮庫，但植物無法將其轉化為可用的形式。
相反，大豆、豌豆和苜蓿(統(tǒng)稱為豆類)等農作物獲得了根瘤菌伙伴，可以將大氣中的氮“固定”成銨。這種伙伴關系使豆類成為食品生??產中最重要的蛋白質來源之一。
德國不萊梅馬克斯普朗克海洋微生物研究所的科學家們現(xiàn)在在《自然》雜志上報告說，根瘤菌也可以與稱為硅藻的微小海洋植物形成類似的伙伴關系，這一發(fā)現(xiàn)解決了一個長期存在的海洋謎團，并可能具有深遠的意義。達到農業(yè)應用。
隱藏在硅藻中的神秘海洋固氮劑
多年來，人們一直認為海洋中的大部分固氮是由稱為藍細菌的光合生物進行的。然而，在廣闊的海洋區(qū)域，沒有足夠的藍藻來解釋測量到的固氮作用。因此，引發(fā)了一場爭議，許多科學家推測非藍藻微生物一定是造成“缺失”固氮作用的原因。
“多年來，我們一直在尋找編碼固氮固氮酶的基因片段，該酶似乎屬于一種特定的非藍藻固氮劑，”該研究的主要作者 Marcel Kuypers 說。 “但是，我們無法準確地弄清楚這個神秘的生物是誰，因此不知道它對固氮是否重要。”
2020年，科學家們從不來梅前往熱帶北大西洋，參加由兩艘德國科考船參與的探險活動。他們從該地區(qū)收集了數(shù)百升海水，全球海洋固氮作用大部分發(fā)生在該地區(qū)，希望能夠識別和量化這種神秘固氮劑的重要性。他們花了三年時間才最終拼湊出它的基因組。
“這是一項漫長而艱苦的偵探工作，”該研究的第一作者、生物信息學專家 Bernhard Tschitschko 說，“但最終，基因組解決了許多謎團。”
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