在氮素匮乏条件下，豆科植物与根瘤菌通过独特的共生机制形成高效固氮系统。该体系的核心在于根部形成特化的根瘤器官，宿主植物通过提供碳源和微环境支持根瘤菌的生存，而根瘤菌则通过固氮酶系统将大气氮转化为植物可利用的氨。这种互惠共生关系不仅显著减少农业对合成氮肥的依赖，更为可持续农业发展提供了天然解决方案。

共生体系的建立涉及精密的细胞分化过程。根瘤菌在进入宿主细胞后，被宿主细胞质膜包裹形成共生体（symbiosome），随后分化为具有固氮功能的类菌体（bacteroid）。在IRLC分支豆科植物（如蒺藜苜蓿、豌豆）中，类菌体经历终末分化过程：细胞体积增大、基因组多倍化、膜通透性改变并丧失增殖能力。这种不可逆的转型使其蜕变为高效固氮工厂，固氮效率显著提升。类菌体的终末分化是宿主植物与根瘤菌精密调控协同作用的结果。宿主植物如何调控这一分化过程，以及如何维持终末分化类菌体的高效固氮活性，一直是固氮共生领域的核心科学问题。

近日，JIPB在线发表了题为 “Essential roles of nodule cysteine‐rich peptides in maintaining the viability of terminally differentiated bacteroids in legume–rhizobia symbiosis”的综述论文，系统总结了豆科植物-根瘤菌共生中NCR多肽的双重功能。

作为宿主植物特异编码的小分子信号元件，NCR多肽家族在蒺藜苜蓿中已鉴定超过700个成员，具有保守的结构特征：N端为高度保守的信号肽序列，C端成熟多肽则具有4-6个半胱氨酸残基形成特征性序列，通过信号肽酶复合体的精确切割及根瘤特异性分泌途径，这些多肽被精准递送至共生体发挥生物学功能。

传统研究认为NCR多肽是驱动类菌体终末分化的关键诱导因子，通过干扰细菌细胞周期调控系统（如抑制FtsZ环组装）迫使根瘤菌进入不可逆分化程序，而本综述通过整合前沿研究成果，进一步揭示其在维持终末分化类菌体存活中的关键作用，补充了宿主植物通过NCR家族实现“诱导分化–维持活性”两阶段调控的理论框架。本综述通过整合分析NCR多肽在豆科植物根瘤共生体系中的时空表达特征，系统阐释了NCR多肽在维系宿主植物细胞与终末分化类菌体共生平衡中的多维调控网络。此外，作者还探讨了NCR多肽如何增强终末分化类菌体的生存能力，如调节类菌体的营养状态和应激反应等。这一发现不仅突破了传统认知中将NCR单一归为分化诱导因子的理论框架，更揭示了宿主植物通过NCR多肽家族实现“诱导–维持”双阶段精准调控的分子逻辑。

          NCR多肽在类菌体终末分化中的双重调控模式

伟德体育官网的潘怀荣教授为本文的通讯作者，博士后杨剑和高丰展为本文的共同第一作者。该论文得到了国家自然科学基金、湖南省杰出青年基金、湖南省自然科学基金的资助。