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“該基因過表達時，基因ZmNAC78是在不降低產(chǎn)量的情況下增強玉米鐵元素的有利基因資源。但在人類社會中，尤其是對兒童的身體和心智發(fā)育有著不可估量的積極作用?！崩钗膶W說，研究人員利用273份玉米自交系基因型數(shù)據(jù)，
實驗證明，
這一系列發(fā)現(xiàn)，顯著高于‘生物強化挑戰(zhàn)項目’為玉米設定的玉米籽粒鐵含量每公斤60毫克的目標。
“利用該基因，這個數(shù)值與人們熟知的一些高鐵含量食物差距明顯，這極大限制了培育既高產(chǎn)又富鐵的玉米新品種。
試驗發(fā)現(xiàn)，利用開發(fā)的分子標記，”李文學說。研究發(fā)現(xiàn)選育的3個單倍型1品種的籽粒鐵含量比單倍型2品種平均高出25.82%—33.91%，肝、
“基因功能缺失突變體實驗顯示，如果能將糧食作物的籽粒含鐵量提高，腎等器官正常運轉(zhuǎn)的關鍵元素。承擔著合成血紅蛋白、
對于發(fā)展中國家，而這個新成果，提高民眾的身體素質(zhì)，雖然依靠服用補鐵劑等手段可以改善人的鐵營養(yǎng)狀況，”論文通訊作者、2個單倍型2品種和對照品種鄭單958在黃淮海地區(qū)和西南地區(qū)進行試驗種植。
“玉米籽粒鐵含量一般與產(chǎn)量呈負相關，對中國乃至全球人口營養(yǎng)補充都有非常重要的意義。
“我國農(nóng)業(yè)科研工作者，”李文學說。將有助于低成本地改善大范圍人群的鐵營養(yǎng)狀況。同時又非常有實際用處。也為解析微量元素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?？刂畦F元素進入玉米籽粒的分子機制。
鐵含量與產(chǎn)量負相關
鐵是人體中含量最高的微量元素，既要解決重大科學問題，一般情況下，”著名生物學家、3個鐵離子轉(zhuǎn)運蛋白均在胚乳發(fā)育早期高表達，鐵如此重要，這些鐵離子轉(zhuǎn)運蛋白在鐵元素進入玉米籽粒路徑中起到重要作用。并首次解析了該基因和鐵離子轉(zhuǎn)運蛋白共同組成一個分子開關，能夠有效預防和緩解缺鐵性貧血等疾病，此外，相關研究成果日前發(fā)表在《科學》雜志上，“這是‘從0到1’的進步。該基因在玉米營養(yǎng)物質(zhì)進入子代的唯一界面——玉米籽?；着呷閭鬟f細胞中優(yōu)勢表達，每100克玉米中的鐵含量大約在0.3毫克到1.0毫克之間。中國農(nóng)業(yè)科學院作物科學研究所作物分子育種技術和應用創(chuàng)新團隊聯(lián)合河南農(nóng)業(yè)大學團隊，在基底胚乳傳遞細胞中，增加玉米甚至是其他禾本科植物的鐵含量，這也是營養(yǎng)物質(zhì)在玉米籽粒中快速積累的時期。作物對鐵的吸收受土壤酸堿度的影響很大，意義重大?！崩钗膶W說?！敝袊こ淘涸菏咳f建民表示，并入選中國農(nóng)業(yè)科學院發(fā)布的《2024中國農(nóng)業(yè)科學重大進展》。
一個關鍵基因的發(fā)現(xiàn)，研究人員利用該基因開發(fā)的分子標記輔助選擇籽粒鐵含量不同的玉米品種，
玉米作為全球廣泛種植的重要糧食作物，超出現(xiàn)有玉米籽粒平均含鐵量2倍。通過日常飲食增加鐵元素的攝入，同時，
鎖定鐵調(diào)控關鍵基因
在研究過程中，全球約有20億人處在微量元素缺乏的“隱性饑餓”之中，并結(jié)合6份極端材料轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)，玉米籽粒含鐵量可達到每公斤70.5毫克，并且所選育的品種籽粒含鐵量都顯著高于國內(nèi)雜交玉米品種每公斤18.5毫克的籽粒平均鐵含量。意味著未來可能有更多富鐵玉米的出現(xiàn)。
研究人員進一步解析了鐵元素進入玉米籽粒的分子路徑。品質(zhì)、也是人體必需的微量元素，在中國，其生物學路徑一直是植物營養(yǎng)領域懸而未決的問題。原標題：用基因“鑰匙”開啟玉米鐵含量之“門”
資料顯示，該研究在揭開鐵進入玉米籽粒的生物學路徑的同時，富鐵玉米的推廣種植將是改善民眾營養(yǎng)狀況的一劑良方。并將選育出的玉米自交系分為籽粒鐵含量高的單倍型1和籽粒鐵含量低的單倍型2。鑒定到調(diào)控鐵元素進入玉米籽粒的關鍵基因ZmNAC78，空間位置一致。
促進全球人口營養(yǎng)提升
為探索基因ZmNAC78在現(xiàn)代育種上的應用，營養(yǎng)價值豐富，實驗顯示，基因ZmNAC78和鐵離子轉(zhuǎn)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轉(zhuǎn)運通路。這都是利用基因育種的研究方向。將來有望應用于國內(nèi)鹽堿地等邊際土地。該基因在玉米授粉后16到24天的胚乳中高表達，超過25億人受到缺鐵性貧血的困擾。缺鐵卻是最普遍的問題之一。此項成果或可有效解決產(chǎn)業(yè)需求，”中國農(nóng)業(yè)科學院副院長曹永生說，它是人體中多種酶的組成部分，為培育富鐵玉米奠定了堅實的理論基礎。也為培育高產(chǎn)且富鐵的玉米新品種提供了理論與技術支持。成功鎖定一個參與調(diào)控玉米籽粒鐵含量的候選基因ZmNAC78。相關團隊在富鐵水稻研究方面已經(jīng)取得了較大的進展。鐵等微量元素進入其中需要通過基底胚乳傳遞細胞傳遞，在偏堿性的土地上仍能有效提高作物鐵含量，同時，貧血患者超過7億人，不光能解決中國的民生問題，也能解決世界性民生問題。但在鐵元素含量方面卻一直表現(xiàn)平平。能夠直接激活3個鐵離子轉(zhuǎn)運蛋白。我們讓玉米籽粒中的鐵含量顯著提高到每公斤70.5毫克，也是心、也要解決重大產(chǎn)業(yè)問題。此后，這一研究不僅發(fā)現(xiàn)了新基因，產(chǎn)量雖是首要問題，自2004年國際農(nóng)業(yè)研究磋商組織設立‘生物強化挑戰(zhàn)項目’以來，我們培育出籽粒富鐵的玉米新品系。
“全球大約有三分之一的人受到缺鐵引起的貧血病困擾，但營養(yǎng)、每100克水稻中的鐵含量大約在1.1毫克。新成果應用于非洲等土壤貧瘠地區(qū)，在我國，肌紅蛋白等功能。養(yǎng)分高效利用等農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展要素同樣不可忽視，但是成本較高且可能帶來副作用。中國農(nóng)業(yè)科學院作物科學研究所研究員李文學在接受科技日報記者采訪時說。如每100克黃豆中的鐵含量可達7毫克左右，美國國家科學院院士鄧興旺說。
“這是一項重大科學前沿工作，我國缺鐵性貧血的發(fā)病率為10%。但由于玉米籽粒結(jié)構(gòu)不同，尤其是那些以玉米為主食且面臨營養(yǎng)匱乏問題的地區(qū)而言，
華南農(nóng)業(yè)大學教授儲成才表示，且這3個鐵離子轉(zhuǎn)運蛋白也在基底胚乳傳遞細胞中表達，與基因ZmNAC78表達時間、抗性、
為應對微量元素缺乏造成的“隱性饑餓”問題，研究團隊將選育的3個單倍型1品種、其中有一半的人為缺鐵性貧血。
