剑桥大学的研究人员已经证明，植物激素赤霉素 (GA) 对豆科植物固氮根瘤的形成和成熟至关重要，并且还可以增加根瘤的大小。他们确定了 GA 控制根瘤的形成、生长和功能的具体时间和位置。这些发现有助于通过确定 GA 必不可少的区域来调和相互矛盾的报告，这些报告表明 GA 既抑制根瘤形成，又是根瘤形成所必需的。
小麦、玉米和水稻等谷类作物是氮耗量大的作物，严重依赖合成肥料来满足其氮需求。然而，合成氮肥的生产需要大量能源，对农民来说成本高昂，并且会造成水污染等负面环境影响。
与谷物不同，豌豆、豆子和豆类等豆科植物可以通过与固氮细菌的天然共生关系获得自身的氮，形成侧根衍生器官，称为根瘤。这种固氮能力还使豆科作物的蛋白质含量更高，使其更适合人类食用。
然而，当土壤的氮浓度相对较高时，豆科作物就会停止产生根瘤，因此可能无法获得更高的产量。
世界各地的科学家正在研究如何提高豆科植物的产量，并将固氮能力从豆科植物转移到谷物，但这涉及揭示和理解根瘤形成和固氮所涉及的复杂的遗传和生化途径。
在《植物细胞》上发表的研究中，剑桥大学塞恩斯伯里实验室 (SLCU) 的 Alexander Jones 博士的研究小组和作物科学中心的 Giles Oldroyd 教授的研究小组朝着这一目标迈出了重要一步，揭示了控制固氮根瘤发育、形态和功能的 GA 动态。