|
镍元素在植物中如何被运输、对作物产量具体有何影响，一直是困扰科学家的谜题。我国科研人员找到了答案。
中国科学院分子植物科学卓越创新中心、上海张江智种中心晁代印研究团队联合华中农业大学严建兵教授团队，通过比较1404份玉米材料的基因差异和籽粒镍含量，首次鉴定出控制禾本科作物籽粒镍积累的关键转运蛋白ZmNAET1，揭示了镍在玉米中的运输机制，并展现了镍对于作物产量和种子萌发的影响。相关成果11日在国际学术期刊《细胞》在线发表。
据研究团队介绍，玉米要把镍从茎节中送进籽粒和生长点，需要一套精巧的运输系统，而ZmNAET1就是这套运输系统的关键“出口”，负责把植物体内一种叫烟胺的小分子送到细胞外，而烟胺再像小夹子一样抓住镍，通过后续运输蛋白将其送进通往籽粒的管道。
研究发现，在生长点和籽粒中，镍是关键零件：镍不够，尿素不能正常代谢，后续氨基酸、蛋白质形成就会受影响，从而影响玉米生长和种子萌发。这也意味着，对一些本身籽粒镍含量偏低的玉米品种，或种植在碱性土壤等容易缺镍环境中的玉米，如果出现产量下降、种子发芽率低或萌发不齐等问题，或可通过补镍来解决。
长期以来，学界认为禾本科植物镍需求低、镍缺乏罕见。这项研究首次提供了镍作为作物生长必需元素的遗传学证据，鉴定出禾本科植物控制镍长距离运输的基因，为通过营养调控和分子育种等方式提升禾本科作物产量与种子活力开辟了新方向。
|
