缺鐵引起的貧血病是常見現象，我們能否掌握玉米等主要農作物的鐵含量“開關”，解決鐵等微量元素缺乏的“隱性饑餓”？12月8日，河南農業大學湯繼華教授團隊與中國農業科學院作物科學研究所李文學研究員團隊最新重大科研成果以研究長文的形式在線發表于《科學（Science）》期刊。
河南農業大學湯繼華教授團隊與中國農業科學院作物科學研究所李文學研究員團隊鑒定到調控鐵元素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。科研人員利用該基因，使玉米籽粒中的鐵含量顯著提高到每公斤70.5毫克，比現有生產所用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，培育出了籽粒富鐵的玉米新品系。該研究為解決鐵等微量元素缺乏問題提供了新基因。
▲ZmNAC78激活鐵離子轉運基因的表達
該論文第一作者，閆鵬帥，2012年—2016年就讀于河南農業大學農學專業，2016年以專業第一考取河南農業大學農學院作物遺傳育種專業碩士研究生，2018年被我校農學院作物學（作物遺傳育種方向）錄取為博士研究生（碩-博連讀），師從湯繼華教授，2023年博士畢業，現為中國農科院作科所博士后。
中國農業科學院作物科學研究所研究員李文學和河南農業大學農學院教授、神農種業實驗室玉米首席專家湯繼華為共同通訊作者。
全球大約有三分之一的人口受到缺鐵引起的貧血病困擾，根據第四次全國營養調查的數據，中國居民貧血患病率為20.1%，其中一半為缺鐵性貧血。“雖然依靠服用補鐵劑等手段，可以改善人的鐵營養狀況，但是成本較高。”湯繼華教授說，如果能將日常食用作物鐵含量提高，有助于從根本上低成本地改善大范圍人群的鐵營養狀況，這對于以玉米為主食的發展中國家意義尤其重大。
為解決這一難題，2004年國際農業研究磋商組織（CGIAR）設立“生物強化挑戰項目”，目前在水稻方面已經取得了較大進展，但由于玉米籽粒結構不同，鐵等營養物質進入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。
“新發現的這項研究成果，在揭開鐵元素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。”湯繼華教授介紹說，該研究還開發了富鐵玉米新品種培育的分子標記并率先應用，選育出富鐵的玉米新組合，為解決鐵等微量元素缺乏的“隱性饑餓”問題提供了新材料與新基因資源。
