這有趣
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[玉米的固氮機制]
十幾年來科學家痴心妄想把豆科植物的固氮根瘤菌系統移到穀物上，但是成效都不好。

村中長老：為什麼不找一些長在貧脊土地上、原生種、又長的很好的玉米，然後看他們有沒有固氮能力呢？[1]
鄉民：幹話王啊。

結果還真的有。

Howard-Yana Shapiro博士在墨西哥的山區發現一種當地特有品系[2]的原生玉米。山區的土壤貧脊，但不需施肥，這種玉米也能長的比一般的玉米高大，最特別之處在於這種玉米有氣根，氣根分泌大量的黏液，產量大的時候黏液甚至會滴下來。 [影片：從1:28開始看 https://youtu.be/5A-FMRqictE?t=88]

這些黏液富含醣類，又能隔絕氧氣，可能提供適合固氮的環境。而整株玉米只有黏液的部分能測到nitrogenase的活性(acetylene reduction assays)。使用人工模擬的黏液：0.2% agar混合醣類，加入已知的固氮菌，也能在合成的黏液中測到nitrogenase的活性，顯示黏液能提供適合的固氮環境。

接著作者利用同位素證明這種玉米的氮來自固氮作用。空氣中的同位素N15含量比土壤中少，與不能固氮的植物比較，這種特殊玉米確實含有較低的N15，證明玉米的氮確實來自空氣。

玉米的遠房祖先大芻草(teosinte)也有類似的氣根系統和黏液，黏液裡也可以測到nitrogenase的活性，推測共同祖先就有固氮系統。

把這種玉米種子帶到美國威斯康辛大學種植，玉米還是具有固氮功能，表示這些細菌可能經由種子遺傳，或者玉米能從環境中招募固氮細菌。

不過這篇研究並沒有找到某群特定的細菌，nif genes的量和nitrogenase的活性也沒有直接相關，玉米的固氮系統應該還有一些驚奇！

論文：Nitrogen fixation in a landrace of maize is supported by a mucilage-associated diazotrophic microbiota
https://tinyurl.com/ybt24r6z

報導：https://news.wisc.edu/corn-that-acquires-its-own-nitrogen-…/

[1] Triplett EW. Diazotrophic endophytes: Progress and prospects for nitrogen fixation in monocots. Plant and Soil. 1996;186(1):29–38.

[2] landrace 馴化後適應當地物候的品種