2023年8月19日，中國農業大學生物學院王濤、董江麗教授團隊在《分子植物》（Molecular Plant）上發表了題為《豆科植物特有的能量感受器SnRK1促進蘋果酸供應給類細菌進行共生固氮》(Legume-specific SnRK1 promotes malate supply to bacteroids for symbiotic nitrogen fixation) 的研究論文。

該研究發現了豆科植物特異的新型能量感受器家族蛋白SnRK1a4，證明其是共生固氮的正調節子。SnRK1a4被上游激酶DMI2激活，并進一步磷酸化蘋果酸脫氫酶MDH，促進蘋果酸產生，為類菌體提供碳源，保障植物和微生物碳氮交換，促進共生固氮。DMI2-SnRK1α4-MDH為構建谷類作物的共生固氮提供了新模塊。

據統計，生物固氮每年能為農業系統提供5000-7000萬噸的固定態氮源，而共生固氮更是生物固氮中固定氮源最多的分支，這種自然界高效而環境友好的固氮方式不僅能滿足植物在低氮環境下生長發育的需求，更極大地促進了大氣圈的氮素循環。豆科植物共生固氮是一個高度耗能的過程，每獲取1 g 固定的氮需要消耗12～17 g的碳源。在低氮條件下，豆科植物如何分配能量和碳源實現高耗能共生固氮的分子機制尚不清楚。

為了挖掘苜蓿中調控共生固氮能量供給的關鍵基因，本研究分析了真核生物的能量感受器蛋白家族AMPK/SnRK1/SNF1行使激酶功能的關鍵亞基α的遺傳進化關系，發現了一類新型的SnRK1α亞基，在豆科中單獨進化為一支，將此新型的SnRK1α亞基命名為SnRK1α4。

通過酵母文庫篩選互作蛋白和免疫共沉淀（co-IP）等實驗證明參與結瘤的一個關鍵上游激酶 DMI2能與SnRK1α4相互作用，并且DMI2能磷酸化SnRK1a4，通過表型分析，表明了DMI2激活SnRK1a4調控共生固氮。進一步的證據表明，SnRK1α4 磷酸化蘋果酸脫氫酶 MDH1/2，促進細胞質中蘋果酸的產生，為類菌體提供碳源。因此，科研人員的發現揭示了DMI2-SnRK1α4-MDH途徑在促進共生固氮的碳源向類菌體供應方面的重要作用，并為構建谷類作物的共生固氮作用提供了一個新模塊。