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。科研人員介紹，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(jìn)一步阻礙人體對鐵的吸收。植物中鐵元素向籽粒的運(yùn)輸，依賴于一種植物特有的鐵運(yùn)輸關(guān)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(jié)合形成穩(wěn)定的螯合物，使得細(xì)胞中容易沉淀的鐵離子在植物中能夠自由地長距離運(yùn)輸。
晁代印研究組方面稱，NA也是促進(jìn)人類和動物鐵吸收的最佳增強(qiáng)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(yùn)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(xì)胞中合成之后，如何被運(yùn)送到細(xì)胞之外與鐵結(jié)合？如何與鐵一起共轉(zhuǎn)運(yùn)到籽粒？這些一直是植物營養(yǎng)領(lǐng)域的未解之謎。
晁代印研究組的這項(xiàng)研究從植物擬南芥中首次鑒定到長久以來植物營養(yǎng)學(xué)家所關(guān)注的植物中鐵運(yùn)輸關(guān)鍵基因NAET1和NAET2，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NA分泌到細(xì)胞外，從而幫助植物體內(nèi)鐵、銅等離子的長距離運(yùn)輸，促進(jìn)它們在籽粒中的積累。
此項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)了影響植物種子里鐵運(yùn)輸和積累的關(guān)鍵基因，拓展了人們對于植物營養(yǎng)物質(zhì)運(yùn)輸方式的認(rèn)識，為解決人類鐵營養(yǎng)缺乏提供了新視角。
中國科學(xué)院分子植物科學(xué)卓越創(chuàng)新中心晁代印研究員為該論文的通訊作者，博士生晁振飛為第一作者。