研究發現硝酸鹽轉運蛋白介導植物體內鐵的再分配

鐵（Fe）是植物和其他生物體生長必需的元素，盡管土壤中含量豐富，但大部分鐵以不溶性還原型鐵（Fe3+）的形式存在，難以被植物吸收。因此植物往往通過分泌H+或者小分子化合物的方式還原或者螯合鐵，使之更容易被植物吸收利用。硝酸鹽的吸收會造成土壤堿化從而影響Fe的吸收，導致植物出現缺鐵性褪綠癥狀，因此研究氮與鐵的營養關系對改善農業鐵缺乏，從而提高作物產量具有重要意義。

中國科學院分子植物科學****中心研究員龔繼明研究組在Plant communication在線發表了題為Two NPF transporters mediate iron long-distance transport and homeostasis in Arabidopsis的研究論文，報道了硝酸根轉運蛋白家族（NRT1/PTR Family）中NPF5.9和NPF5.8是參與植物缺鐵應答及穩態和長途運輸機制的重要基因。該研究在NPF家族中篩選到受缺鐵強烈誘導的基因NPF5.9，主要在植物的維管組織高表達。該基因的定位并非傳統的細胞質膜，而很可能位于胞內的反式高爾基體膜（TGN）。酵母突變體中異源表達NPF5.9表明其具有鐵相關的轉運活性，植物體內NPF5.9過表達促進了Fe往地上部庫組織的運輸，但是突變體則不表現任何癥狀。NPF5.9的同源基因NPF5.8具有相似的表達模式，且單突仍無明顯表型。npf5.8 npf5.9雙突變體則出現萌發率低、株型矮小、果莢發育異常等癥狀，花、蓮座葉的Fe含量降低，澆灌鐵能恢復部分表型，說明二者在鐵穩態調控能冗余。進一步研究發現，這兩個基因皆調控低親和力的硝酸根轉運，并顯著影響植物體內的硝酸根分配，但硝酸根和鐵的積累之間互不影響，說明NPF5.9和NPF5.8可能通過氮素衍生物等間接方式調控鐵的平衡，這在*近發表的文章中得到證實（Chao et al.， 2021， Science Advance)，其在植物體內還通過硝酸根分配實現某種尚未闡明的生物學功能。(生物谷Bioon.com）