民间有一句农谚：“种豆不用肥，越种地越肥”，实际上讲的就是豆科植物的固氮作用。虽然大气中虽有约78%的分子态氮，但却不能直接被植物利用，只有将分子态氮转化为氨，才能被植物吸收。植物可以通过与固氮微生物共生实现固氮并获取氮素，豆科与根瘤菌之间的共生是固氮作用的典型模式，具有相对较高的固氮效率。  

　　“豆科—根瘤菌之间的共生作用由植物和细菌间的信号物质交换启动，其中豆科植物根分泌的一些酚类物质可直接诱导根瘤菌结瘤因子的合成和分泌，而这些结瘤因子又被豆科植物根毛中的受体识别，引起根毛变形和皮层细胞分裂，最终导致根瘤的形成。根瘤形成后，根瘤菌就可以在根瘤内将大气中的分子态氮转化为氨，从而为共生植物提供了氮源。”梁岩认为，植物的固氮作用对提高农业产量、减少化肥用量、保护环境具有重要的实际意义。

　　然而，植物与微生物之间的共生关系目前只存在于豆科植物中，国际上一批科学家正致力于将豆科植物——根瘤菌之间的共生能力转移到非豆科的禾谷类作物中。在近15年的学习和工作中，梁岩有一半的时间在美国研究植物学，她将目光也锁定在了非豆科植物固氮作用的研究中来。

　　长期以来，人们一直认为非豆科植物不能与根瘤菌共生的原因是非豆科植物不能识别根瘤菌结瘤因子。而梁岩的研究发现非豆科植物可以识别结瘤因子，但识别的结果是抑制植物的抗病反应。在根瘤形成过程中，结瘤因子是由LYK蛋白家族识别的。对拟南芥中LYK家族突变体的筛选发现，lyk3突变体中结瘤因子不能抑制抗病。这一结果证明，拟南芥lyk3是介导结瘤因子抑制抗病的关键基因，暗示着非豆科植物中存在根瘤菌结瘤因子的受体，而并非像人们之前认为的那样。

　　既然非豆科植物中存在可以识别结瘤因子的受体，那这个受体是如何被识别的？新的问题又摆在了梁岩面前。经过进一步研究，她发现了拟南芥中识别几丁质的受体模式与豆科植物识别根瘤菌结瘤因子模式非常相似，它们都通过LYK蛋白家族识别，这为研究根瘤菌结瘤因子受体的生化机制提供了依据。非豆科植物的固氮研究一步一步推进，其前景也越来越明朗，但新的问题也纷至沓来——根瘤菌结瘤因子的生化机制到底是怎样的？这成为梁岩接下来研究的新起点。

　　根瘤菌结瘤因子的分子骨架与存在于真菌细胞壁中的几丁质寡聚体很相似，梁岩发现，作为共生的信号分子，识别几丁质寡聚糖类分子的受体可能起源于同一个祖先，几丁质的受体识别模式可能是介导根瘤菌共生信号分子受体识别模式的起源。因而，在非豆科植物中研究几丁质的信号转导，将对改造非豆科植物识别结瘤因子有很重要的现实意义。

　　种种结果表明，非豆科植物含有根瘤形成所需要的所有基因。那为什么非豆科植物不能形成根瘤呢？梁岩解释道：“一种可能是豆科植物中基因产生了新的功能，与根瘤菌互作后，产生了新的器官，即根瘤。根瘤通常从侧根的位置发育，所以根瘤被认为是侧根的同源体。研究控制侧根和根瘤发育的共同基因将有助于改造控制非豆科植物侧根发育的基因，从而使非豆科植物与根瘤菌互作产生根瘤。”这就意味着，侧根对环境的适应与根瘤的形成有关，豆科植物的侧根在进化过程中发生了改变，从而形成了根瘤菌共生的能力，这为将来改造豆科植物侧根以形成根瘤提供了依据。

　　作为“千人计划”引进人才，年初回国的梁岩在浙江大学开始组建自己的团队，非豆科植物的固氮之路还有很长，他们才刚刚开始。