鐵營養(yǎng)缺乏是目前全球最嚴(yán)重的營養(yǎng)問題之一，它會造成缺鐵性貧血病、兒童發(fā)育遲緩以及記憶力衰退等疾病。據(jù)世界衛(wèi)生組織調(diào)查顯示，全球約20億人面臨鐵缺乏引起的“隱性饑餓”問題，其中又以孕婦和兒童最為嚴(yán)重。

　　中國科學(xué)院分子植物科學(xué)卓越創(chuàng)新中心晁代印研究組，首次鑒定到植物中運輸鐵元素的兩個關(guān)鍵基因，并發(fā)現(xiàn)這兩個基因編碼蛋白能夠以類似動物神經(jīng)遞質(zhì)釋放的方式，將鐵運輸關(guān)鍵小分子化合物分泌到細胞外，從而幫助植物體內(nèi)鐵、銅等離子的長距離運輸，促進它們在籽粒中的積累。9月4日，這一研究成果發(fā)表于《科學(xué)進展》。

　　大多數(shù)植物來源的主食含鐵量極低，而且其中的抗?fàn)I養(yǎng)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于一種植物特有的非編碼氨基酸NA。

　　有趣的是，NA也是促進人類和動物鐵吸收的最佳增強劑，同時還有助于預(yù)防老年癡呆和高血壓，因此其在植物中的運輸和積累不僅對于植物本身具有重要意義，對于人類健康同樣具有重大價值。然而，NA在細胞中合成之后如何被運送到細胞之外與鐵結(jié)合，如何與鐵一起共轉(zhuǎn)運到籽粒，一直是植物營養(yǎng)領(lǐng)域的未解之謎。

　　這項研究發(fā)現(xiàn)擬南芥中兩個硝酸根/寡肽運輸?shù)鞍准易宄蓡T，具有將NA分泌到細胞外的能力。如果缺失了它們，不僅會導(dǎo)致種子及幼葉等器官NA含量大幅度降低，同時也導(dǎo)致鐵、銅等元素含量的急劇降低。

　　出人意料的是，這兩個蛋白介導(dǎo)的NA分泌機制與常見植物物質(zhì)直接外排方式具有明顯不同：它們并不位于這類蛋白常見的細胞表面，而是定位在細胞內(nèi)一種特殊的囊泡上。這兩個蛋白先將細胞質(zhì)中合成的NA裝載至這種特殊的囊泡，并進一步利用囊泡將NA釋放到細胞外。這種物質(zhì)外排的方式與動物的神經(jīng)遞質(zhì)的釋放方式極為相似，而這曾被認(rèn)為是動物所特有的物質(zhì)運輸方式。

　　此項研究發(fā)現(xiàn)了影響植物種子中的鐵、銅等離子運輸和積累的關(guān)鍵基因，為解決人類鐵營養(yǎng)缺乏、改善人類生命健康提供了全新視角和方案，同時也拓展了人們過去對于植物營養(yǎng)物質(zhì)運輸方式的認(rèn)識，深化了人們對于植物和動物界限的理解。

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