生物所發現一個新的植物鐵轉運體

近日,生物所作物代謝調控與營養強化創新團隊與青島農業大學合作,在玉米中發現了一個新的鐵轉運體ZmIRT2,該蛋白參與玉米體內鐵、鋅元素平衡的調控,為培育鐵高效的作物新品種提供了基因資源和理論基礎。相關成果發表在《植物與細胞生理學(Plant & Cell Physiology)》雜志上。

鐵是動植物生長發育所必需的微量營養元素,人類缺鐵會導致貧血,世界約三分之一的人口均具有不同程度的缺鐵現象。因此,闡明植物吸收鐵的機制對創制鐵高效作物新品種進而改善人類缺鐵性貧血等癥狀具有重要意義。目前已發現多個鐵轉運蛋白,包括已報道的玉米Yellow Stripe 1 (ZmYS1)可將三價鐵轉運至細胞內,以及該團隊先期發現的ZmIRT1轉運體等,但對玉米中不同鐵轉運體的關系和功能尚缺乏深入研究。

本研究鑒定了玉米中一個新的鐵轉運體ZmIRT2,酵母互補實驗表明ZmIRT2具有吸收轉運鋅鐵的功能,并且ZmIRT2過表達轉基因玉米植株和種子中Zn和Fe的含量均顯著提高。研究進一步分析了玉米中ZmIRT2、ZmIRT1和ZmYS1三個鐵轉運相關基因的表達量,發現三者在維持玉米體內Zn和Fe的平衡中具有協同作用。鐵轉運體ZmIRT2可用于生物強化作物籽粒中的鐵含量,為培育富含鐵的作物新品種提供了新的基因資源及研究路徑。

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ZmIRT2能夠提高玉米籽粒中的鋅鐵含量

生物所李素貞博士為論文的第一作者,生物所陳茹梅研究員和青島農業大學陳景堂教授為共同通訊作者。該論文得到了轉基因重大專項、國家自然科學基金項目的資助。

論文鏈接:

https://academic.oup.com/pcp/advance-article-abstract/doi/10.1093/pcp/pcab177/6523264

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