生物所揭示调控玉米铁稳态的分子机制

近日,中国农业科学院生物技术研究所作物代谢调控与营养强化团队联合作物科学研究所及河北农业大学揭示了调控玉米铁稳态的分子机制,为培育富含铁元素的玉米新种质提供了理论依据。相关研究成果发表在《作物学报(The Crop Journal)》上。

铁元素是生物生长发育必需的微量营养元素,世界约三分之一的人口受到不同程度的缺铁造成的贫血困扰,严重缺铁亦可导致作物显著减产。因此,深入了解作物对铁元素的吸收和调控机制有助于创制铁营养强化作物以有效改善人体缺铁性贫血等症状。缺铁诱导的bHLH转录因子(FIT)调控铁的稳态,但其在玉米中的调控机制尚不清楚。

研究人员发现,ZmFIT突变体表现出缺铁黄化表型,并且整个生育期均表现出生长严重受阻现象。经铁含量及叶绿素含量的测定,确定了ZmFIT突变影响玉米对铁的吸收。进而通过cDNA文库构建、转录组分析和分子实验,证实ZmFIT与ZmIRO2互作调控ZmYS1和ZmNAS2的表达保持玉米体内铁的稳态,为培育富含铁元素的玉米新种质提供了理论依据。

ZmFIT调控玉米铁稳态的工作模型

生物所李素贞助理研究员和作物所马帅博士为该文的共同第一作者,生物所周晓今研究员和陈茹梅研究员为共同通讯作者,河北农业大学已毕业硕士研究生李宇参与相关工作,作物所王天宇研究员为本研究提出了宝贵意见。该研究得到国家重点研发计划(2021YFF1000304、2021YFD1200700、2023YFD1202900)和国家自然基金(32001550)的资助。

论文链接:https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2214514124001442