大多数植物会允许真菌微生物进入根细胞，并以碳水化合物作为交换，获得更好的养分与水分供应。相比之下，豌豆、豆类和三叶草等豆科植物还可与固氮土壤细菌建立额外的互利共生关系：通过与根瘤菌形成联盟，植物能够获取生长所需的氮来源。

在“促进农业中养分共生”（ENSA）项目框架内，由植物细胞生物学教授Thomas Ott领衔的研究团队报告称，他们首次证明一种在豆科及其他植物根部中此前了解较少的蛋白质SYFO2，在豆科植物固氮共生过程中发挥关键作用。研究指出，SYFO2能够促使根瘤菌进入根细胞，从而推动后续固氮过程发生。

研究团队描述，当细菌被植物根毛捕获后，SYFO2会启动肌动蛋白细胞骨架的重组。该步骤被认为是细菌进入根细胞并从内部建立感染的关键环节。感染建立后，植物根部会形成微小结节，根瘤菌在其中固定空气中的氮，并将其提供给植物利用。

研究人员表示，团队结合成像、分子生物学与遗传学等方法展示了上述过程。与此同时，科学家通过引入调控根结节与固氮细菌共生的转录因子NIN，激活了番茄自身的SYFO2同源蛋白。

这项题为《纳米域定位的成纤维蛋白门控豆科及茄科植物共生微生物进入》的研究成果发表于《科学》。研究团队称，该工作加深了对番茄自身共生相关基因调控的理解，并为未来增强有益的植物—根瘤菌相互作用、以及将固氮能力转移至农作物奠定基础，其长期目标之一是减少化肥使用。

Ott表示，多数豆科植物已演化出允许共生细菌进入细胞的复杂机制，本研究识别了植物从“捕获细菌”到“为其开门”这一关键过程的分子基础。该研究还获得医学学院实验与临床药理毒理学研究所所长、CIBSS研究员Robert Grosse的支持。

此外，研究人员还发现，在某些不与固氮细菌共生的植物中，SYFO2同样是启动一种更常见且进化更早的共生类型——植物与真菌的菌根共生——所必需的因素。基于这一发现以及在番茄中成功激活相关蛋白的结果，Ott指出，这表明通常参与菌根共生的基因可能被重新定向，用于帮助工程化植物建立与细菌的固氮共生关系。