2023-12-21 09:10:01
記者從中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院獲悉，該院作物科學(xué)研究所作物分子育種技術(shù)和應(yīng)用創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)聯(lián)合河南農(nóng)業(yè)大學(xué)，鑒定到調(diào)控鐵進(jìn)入玉米籽粒的關(guān)鍵基因ZmNAC78，首次解析了該基因和金屬轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白共同組成一個(gè)分子開(kāi)關(guān)控制鐵元素進(jìn)入玉米籽粒的分子機(jī)制，為解決“隱性饑餓”——鐵等微量元素缺乏問(wèn)題提供了新基因，為培育高產(chǎn)與營(yíng)養(yǎng)協(xié)同的作物品種提供了理論和技術(shù)支撐。相關(guān)研究成果近日在線發(fā)表在《科學(xué)》（Science）雜志上。
全球大約有三分之一的人口受到缺鐵引起的貧血病困擾，根據(jù)第四次全國(guó)營(yíng)養(yǎng)調(diào)查的數(shù)據(jù)，中國(guó)居民貧血患病率為20.1%，其中一半為缺鐵性貧血。雖然依靠服用補(bǔ)鐵劑等手段可以改善人的鐵營(yíng)養(yǎng)狀況，但是成本較高。將日常食用作物的鐵含量提高，有助于從根本上低成本地改善大范圍人群的鐵營(yíng)養(yǎng)狀況，這對(duì)于以玉米為主食的發(fā)展中國(guó)家意義尤其重大。2004年，國(guó)際農(nóng)業(yè)研究磋商組織（CGIAR）設(shè)立“生物強(qiáng)化挑戰(zhàn)項(xiàng)目”，目前水稻方面已經(jīng)取得了較大的進(jìn)展，但由于玉米籽粒結(jié)構(gòu)不同，鐵等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)進(jìn)入需要通過(guò)基底胚乳傳遞細(xì)胞傳遞，其生物學(xué)路徑一直是植物營(yíng)養(yǎng)領(lǐng)域懸而未決的問(wèn)題。
在該項(xiàng)研究中，研究人員利用273份玉米自交系基因型數(shù)據(jù)結(jié)合6份極端材料轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)，鎖定一個(gè)參與調(diào)控玉米籽粒鐵含量的候選基因ZmNAC78?！袄迷摶蚩墒褂衩鬃蚜Ｖ械蔫F含量提高到每公斤70.5毫克，比現(xiàn)有生產(chǎn)所用玉米籽粒平均含鐵量超出兩倍以上。同時(shí)，利用開(kāi)發(fā)的分子標(biāo)記可培育出高產(chǎn)且籽粒富鐵的玉米新品系。”論文通訊作者、中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物科學(xué)研究所研究員李文學(xué)說(shuō)。
研究人員進(jìn)一步解析了鐵元素如何進(jìn)入到玉米籽粒的分子路徑，為解析營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)如何進(jìn)入小麥等具有傳遞細(xì)胞的禾谷類(lèi)作物提供了新思路。
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