根瘤菌素藉抑制乙烯調控植物和微生物間的交互作用

埃氏慢生根瘤菌（慢生大豆根瘤菌，Bradyrhizobium elkanii）所製造的根瘤菌素（rhizobitoxin），其成分為一種烯醇醚胺基酸（enol-ether amino acid），由於會引起大豆的黃化，因此被視為是一種植物毒素。然而，最近的研究顯示根瘤菌素對於B. elkanii與寄主豆類植物共生關係的形成，具有正面的意義，亦即根瘤菌素會抑制根部乙烯生合成過程中的ACC合成酶活性，進而促進根瘤的形成（nodulation）。B. elkanii中的rtxA基因及rtxC基因是製造根瘤菌素相關的主要基因，特別是rtxC，它和基二氫根瘤菌素去飽和後（dihydrorhizobitoxin）成為根瘤菌素有關。具乙烯受體突變基因的豆類植物，表現出較多的根瘤菌感染絲（rhizobial infection threads）及根瘤原基（nodule primordia）。由此可知，根瘤菌素能抑制豆類植物根部之內生乙烯對根瘤原基形成的負面調控。另一方面，雖然植物病原菌Burkholderia andropogonis已知能製造根瘤菌素；但研究顯示根瘤菌素跳躍子（transposon）就存在於引起稻葉枯病之病菌Xanthomonas oryzae的基因組中。這些證據說明了會製造根瘤菌素的細菌，藉由根圈與葉表環境中的乙烯，來調控植物和微生物間的交互作用。此外，此種細菌製造根瘤菌素的能力，或許將來可應用於農業及生物技術上。