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　　鐵是所有生物體所必需的微量營(yíng)養元素之一，缺鐵不僅是植物正常發(fā)育的限制因子，而且是引發(fā)人類(lèi)缺鐵性貧血的重要原因。稻米是全球近一半人口的主食，通過(guò)生物強化途徑增加稻米中微量營(yíng)養元素的含量對于改善人類(lèi)健康狀況是一條經(jīng)濟有效的途徑。 

　　IRONMAN（IMA，鋼鐵俠）是一類(lèi)正調控鐵穩態(tài)的一類(lèi)小肽。為了驗證水稻OsIMA是否可以提高稻米的鐵含量，我們構建了過(guò)表達OsIMA1的水稻。表型分析發(fā)現，過(guò)表達OsIMA1水稻的種子鐵含量顯著(zhù)增加，但育性降低，這嚴重減少了水稻產(chǎn)量。為了闡明水稻減產(chǎn)的原因，我們詳細分析了OsIMA調控鐵穩態(tài)的分子機理。我們發(fā)現OsIMA1和OsIMA2與水稻鐵感知蛋白OsHRZ1和OsHRZ2互作，進(jìn)一步研究表明OsIMAs C端的17個(gè)保守氨基酸負責與OsHRZs蛋白的互作。有意思的是，OsPRI都具有同一個(gè)類(lèi)似于OsIMA的與OsHRZ互作的結構域。因此，OsIMA可能通過(guò)抑制OsHRZ與OsPRI的互作，從而起到保護OsPRI的作用。因此，我們將OsPRI1的C端區域設計為Artificial IMA（aIMA）。過(guò)表達aIMA后，水稻植株積累了更多的鐵，而且育性并未降低（圖1）。該項研究工作表明，通過(guò)人工設計IMA可在提高水稻鐵含量的同時(shí)維持水稻產(chǎn)量。該研究為遺傳改良提高水稻鐵含量，定向培育富鐵稻米提供了理論依據。 

　　相關(guān)研究成果以“IRONMAN interacts with OsHRZ1 and OsHRZ2 to maintain Fe homeostasis”為題發(fā)表在國際植物科學(xué)經(jīng)典期刊Journal of Experimental Botany 上，版納植物園植物礦質(zhì)營(yíng)養研究組已畢業(yè)碩士研究生彭鳳、在讀博士研究生李晨陽(yáng)和已出站博士后路承凱為該論文共同第一作者，梁崗研究員為該論文的通訊作者。版納園李揚副研究員和徐鵬研究員也參與了該工作。該研究得到了“西部之光西部交叉團隊”和云南省應用基礎研究計劃的支持。   

　　圖1、aIMA過(guò)表達植物的表型 （A）稻穗；（B）種子結實(shí)率；（C）鐵濃度。WT，野生型水稻；aIMAox，過(guò)表達aIMA轉基因水稻。