科研人員發現植物種子「含鐵秘密」有望幫助解決「隱性飢餓」問題

北京新浪網 (2021-09-04 13:47)
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中新網上海9月4日電 (記者 鄭瑩瑩)記者從中國科學院分子植物科學卓越創新中心獲悉,該中心的晁代印研究組科研人員發現影響植物種子鐵含量的關鍵基因,有望幫助解決「隱性飢餓」——鐵等微量元素缺乏問題。相關論文於4日凌晨在線發表於Science(《科學》)的子刊Science Advances(《科學·進展》)。

鐵營養缺乏是目前全球最嚴重的營養問題之一,它會造成缺鐵性貧血病、兒童發育遲緩以及記憶力衰退等疾病。科研人員介紹,大多數植物來源的主食含鐵量極低,而且其中的抗營養因子還會進一步阻礙人體對鐵的吸收。植物中鐵元素向籽粒的運輸,依賴於一種植物特有的鐵運輸關鍵小分子化合物nicotianamine(簡稱:NA),它可以與鐵及其他二價陽離子結合形成穩定的螯合物,使得細胞中容易沉澱的鐵離子在植物中能夠自由地長距離運輸。

晁代印研究組方面稱,NA也是促進人類和動物鐵吸收的最佳增強劑,同時還有助於預防老年痴獃和高血壓,因此其在植物中的運輸和積累不僅對於植物本身具有重要意義,對於人類健康同樣具有重大價值。

然而,NA在細胞中合成之後,如何被運送到細胞之外與鐵結合?如何與鐵一起共轉運到籽粒?這些一直是植物營養領域的未解之謎。

晁代印研究組的這項研究從植物擬南芥中首次鑒定到長久以來植物營養學家所關注的植物中鐵運輸關鍵基因NAET1和NAET2,發現這兩個基因編碼蛋白能夠以類似動物神經遞質釋放的方式,將NA分泌到細胞外,從而幫助植物體內鐵、銅等離子的長距離運輸,促進它們在籽粒中的積累。

此項研究發現了影響植物種子里鐵運輸和積累的關鍵基因,拓展了人們對於植物營養物質運輸方式的認識,為解決人類鐵營養缺乏提供了新視角。

中國科學院分子植物科學卓越創新中心晁代印研究員為該論文的通訊作者,博士生晁振飛為第一作者。(完)