3436 期 / 第7版:乡村振兴·农业科技
我国科学家发现玉米籽粒铁转运分子开关

中国农业科学院作物科学研究所作物分子育种技术和应用创新团队联合国内高校鉴定到调控铁元素进入玉米籽粒的关键基因,首次解析了该基因和金属转运蛋白共同组成一个分子开关控制铁元素进入玉米籽粒的分子机制。利用该基因使玉米籽粒中的铁含量比现有生产用玉米籽粒铁含量超出2倍以上。该研究为解决隐性饥饿”-铁等微量元素缺乏问题提供了新基因,为培育富铁作物品种提供了理论和技术支撑。相关研究成果已于近日以研究长文的形式发表在Science(《科学》)上。

据科研团队介绍,全球大约有三分之一的人口受到缺铁引起的贫血病困扰。如果能将日常食用作物铁含量提高,将有助于从根本上低成本地改善大范围人群的铁营养状况,这对于以玉米为主食的发展中国家意义尤其重大。

据悉,该科研团队利用273份玉米自交系基因型数据,结合6份极端材料转录组数据,锁定一个参与调控玉米籽粒铁含量的候选基因。实验显示,该基因在玉米营养物质进入子代的唯一界面——玉米籽粒基底胚乳传递细胞中优势表达,能够直接激活金属离子转运蛋白和金属转运蛋白共同组成一个分子开关控制铁元素进入玉米籽粒。科研人员开发了功能分子标记,并选育出籽粒铁含量和产量均显著高于我国区试对照品种的玉米新品系,为未来培育高产且富铁的玉米新品种提供了可行方案。同时,该研究也为解析营养物质如何进入小麦等具有传递细胞的禾谷类作物提供了新思路。

此外,该研究得到了国家重点研发计划、中国农业科学院科技创新工程、国家自然科学基金和海南崖州湾种子实验室等项目的支持。(卫斐)