中文大学与法国国家永续发展研究所联手破解百年谜团，发现常见于大豆、豌豆的固氮细菌盟友，早在入驻植物根部之前，已独自掌握「炼肥」的能力。中大提供

中大研究：固氮细菌可自制肥料有望取代化学氮肥救地球

更新时间：16:13 2026-07-28 HKT
发布时间：16:13 2026-07-28 HKT

全球有近半的人口靠化学氮肥种出粮食，但生产过程中既耗能又污染环境，而水稻、小麦等主粮偏偏不会自制氮肥。中文大学与法国国家永续发展研究所联手破解百年谜团，发现常见于大豆、豌豆的固氮细菌盟友，早在入驻植物根部之前，已独自掌握「炼肥」的能力。这项颠覆传统认知的研究，已刊于学术期刊《美国国家科学院院刊》。

研究人员在稻田采集水稻根部及土壤样本。中大提供

罗海伟教授（左）与凌露博士（右）在李福善海洋研究中心进行相关研究。中大提供

细菌培养皿上的慢生根瘤菌（Bradyrhizobium）菌落。中大提供

细菌可以自给自足推翻「共生进化论」

学界普遍认为，慢生根瘤菌（Bradyrhizobium）这类豆科植物的「固氮细菌伙伴」，其转化空气中氮气为养分的能力，是在根瘤内与植物共生后才演化出来。但中大生命科学学院副教授罗海伟率领的团队，在本港和内地稻田、森林、湿地采集大量非豆科植物根部和泥土样本，从中鉴定88株不同的慢生根瘤菌，发现它们即使独自在泥土中生活，甚至只附在植物根部表面、没有根瘤保护的情况下，依然能进行固氮作用，即天生就是「自制肥料」的能力。

团队运用先进基因组分析技术，重建这些慢生根瘤菌固氮基因的演化历史，结果证实，它们的祖先早已具备固氮能力，而与豆科植物形成共生关系则是在其后多次独立演化而成。

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基因「glbO」如氧气防护罩

研究更找出慢生根瘤菌普遍带有一个名为glbO的关键基因。能制造特殊蛋白质，保护固氮反应最关键的酶免受氧气破坏，仿佛为细菌穿上「保护衣」。而生活于豆类植物根瘤内的细菌因有植物组织隔氧，经过长期演化，反而慢慢失去了这个基因。

为验证这机制，中大团队与法国国家永续发展研究所Eric Giraud博士团队合作，针对一株兼备「自由固氮」和「根瘤固氮」能力的ORS285菌株进行基因实验。关闭其glbO基因后，细菌在泥土中的固氮能力大幅下降，但在豆科植物根瘤内却维持正常；相反，把该基因重新植入已失去它的共生菌株，其泥土固氮能力即时显著回升，证明 glbO 正是自由固氮的「开关掣」。