缺铁是最为普遍的人体微量营养素缺乏症之一，其导致的缺铁性贫血已成为全球性健康问题。然而，主要粮食作物籽粒的铁含量普遍偏低，提高谷物中的铁含量对于以谷物为主食的人群（尤其是发展中国家人群）的健康至关重要。

导入铁吸收与代谢相关基因成功提升了籽粒铁含量。JIA供图

近日，中国农业科学院作物科学研究所谷子种质资源创新团队、湖北省农业科学院粮食作物研究所种质资源团队合作完成的研究在《农业科学学报（英文）》（Journal of Integrative Agriculture，JIA）发表。该研究克隆到植物铁螯合物转运蛋白编码基因SiYSL1，其参与调控Fe的吸收及稳态，并在Fe向籽粒的转运过程中发挥着至关重要的作用。

近年来，一些研究通过导入铁吸收与代谢相关基因成功提升了籽粒铁含量，表明遗传改良策略在铁生物强化应用中具有广阔前景。然而，目标基因的匮乏仍是制约该策略应用的主要瓶颈。

该研究以谷子条纹叶突变体Siysl1为材料，克隆了植物铁螯合物转运蛋白编码基因SiYSL1。铁元素含量测定结果表明，Siysl1突变体苗期的根部、拔节期的茎和叶、穗部以及种子中的铁含量均显著低于野生型，但抽穗期叶片的F铁含量反而略高于野生型；组织化学染色显示，SiYSL1在幼苗根系和叶片的维管束中，以及小花、膨大的子房、胚乳基部和胚周围组织中特异性表达。

上述结果表明，SiYSL1参与调控Fe的吸收及稳态，并在Fe向籽粒的转运过程中发挥着至关重要的作用。通过对SiYSL1启动子中转录因子结合位点进行预测，结合穗部转录组比较分析，发掘到ERF家族、WRKY家族、B3家族的一些转录因子可能参与SiYSL1的表达调控。这些结果丰富了对植物铁稳态调控机制的认识。

该研究通过过表达SiYSL1基因，将水稻籽粒中铁元素含量提高了一倍以上，将谷子穗部铁元素含量提高了19.08%至42.20%。表明SiYSL1在作物铁生物强化育种中具有潜在应用价值。

研究为粮食作物的铁生物强化育种提供了新的基因资源，并为进一步认知作物种子中铁元素积累的机制提供了基础。

相关论文信息：https://doi.org/10.1016/j.jia.2026.03.053