歷經約9年研究,我國科研人員鑒定到調控鐵進入玉米籽粒的關鍵基因ZmNAC78,首次解析了該基因和金屬轉運蛋白共同組成一個分子開關、控制鐵元素進入玉米籽粒的分子機制。相關研究為培育高產與營養協同的作物品種提供了理論和技術支撐。
這是記者12月8日從中國農業科學院作物科學研究所了解到的消息。
中國農科院作科所研究員李文學表示,在我國及世界很多國家,相當一部分人受到缺鐵性貧血問題困擾。能否低成本地改善大范圍人群的鐵營養狀況,具有重要意義。
據介紹,對于玉米而言,鐵等營養物質進入籽粒需要通過基底胚乳傳遞細胞傳遞,其生物學路徑一直是植物營養領域懸而未決的問題。同時,玉米籽粒鐵含量與產量通常呈負相關,也極大限制了培育既高產又富鐵的玉米新品種。
通過多年攻關,中國農科院作科所作物分子育種技術和應用創新團隊聯合河南農業大學,鑒定到調控鐵進入玉米籽粒的關鍵基因ZmNAC78,發現了玉米籽粒鐵轉運分子開關。增強該基因的表達可使玉米籽粒中的鐵含量顯著提高到每公斤70.5mg,比現在農業生產中的玉米籽粒平均含鐵量超出2倍以上。
同時,利用開發的分子標記,科研人員已培育出高產且籽粒富鐵的玉米新品系,為解決鐵等微量元素缺乏的“隱性饑餓”問題提供了新材料。相關研究成果在《科學》(Science)雜志以研究長文的形式在線發表。
業內專家表示,該研究在揭開鐵進入玉米籽粒的生物學路徑的同時,也為解析營養物質如何進入小麥等具有傳遞細胞的禾谷類作物提供了新思路。