中文大學與法國國家永續發展研究所聯手破解百年謎團，發現常見於大豆、豌豆的固氮細菌盟友，早在入駐植物根部之前，已獨自掌握「煉肥」的能力。中大提供

中大研究：固氮細菌可自製肥料有望取代化學氮肥救地球

更新時間：16:13 2026-07-28 HKT
發佈時間：16:13 2026-07-28 HKT

全球有近半的人口靠化學氮肥種出糧食，但生產過程中既耗能又污染環境，而水稻、小麥等主糧偏偏不會自製氮肥。中文大學與法國國家永續發展研究所聯手破解百年謎團，發現常見於大豆、豌豆的固氮細菌盟友，早在入駐植物根部之前，已獨自掌握「煉肥」的能力。這項顛覆傳統認知的研究，已刊於學術期刊《美國國家科學院院刊》。

研究人員在稻田採集水稻根部及土壤樣本。中大提供

羅海偉教授（左）與凌露博士（右）在李福善海洋研究中心進行相關研究。中大提供

細菌培養皿上的慢生根瘤菌（Bradyrhizobium）菌落。中大提供

細菌可以自給自足推翻「共生進化論」

學界普遍認為，慢生根瘤菌（Bradyrhizobium）這類豆科植物的「固氮細菌夥伴」，其轉化空氣中氮氣為養分的能力，是在根瘤內與植物共生後才演化出來。但中大生命科學學院副教授羅海偉率領的團隊，在本港和內地稻田、森林、濕地採集大量非豆科植物根部和泥土樣本，從中鑑定88株不同的慢生根瘤菌，發現它們即使獨自在泥土中生活，甚至只附在植物根部表面、沒有根瘤保護的情況下，依然能進行固氮作用，即天生就是「自製肥料」的能力。

團隊運用先進基因組分析技術，重建這些慢生根瘤菌固氮基因的演化歷史，結果證實，它們的祖先早已具備固氮能力，而與豆科植物形成共生關係則是在其後多次獨立演化而成。

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基因「glbO」如氧氣防護罩

研究更找出慢生根瘤菌普遍帶有一個名為glbO的關鍵基因。能製造特殊蛋白質，保護固氮反應最關鍵的酶免受氧氣破壞，彷彿為細菌穿上「保護衣」。而生活於豆類植物根瘤內的細菌因有植物組織隔氧，經過長期演化，反而慢慢失去了這個基因。

為驗證這機制，中大團隊與法國國家永續發展研究所Eric Giraud博士團隊合作，針對一株兼備「自由固氮」和「根瘤固氮」能力的ORS285菌株進行基因實驗。關閉其glbO基因後，細菌在泥土中的固氮能力大幅下降，但在豆科植物根瘤內卻維持正常；相反，把該基因重新植入已失去它的共生菌株，其泥土固氮能力即時顯著回升，證明 glbO 正是自由固氮的「開關掣」。