基因发现有望带来高铁蔬菜和谷物

基因突破为铁强化蔬菜和谷类作物提供了新的机会，有助于解决全球贫血健康问题。

约翰英尼斯中心的研究人员使用新近获得的豌豆基因组图谱来确定导致豌豆中两种高铁突变的潜在基因序列。

约翰·英尼斯中心 (John Innes Center) 的小组负责人、该研究的作者 Janneke Balk 教授表示：“这项研究带来了许多有趣的机会，但最令人兴奋的结果可能是，对这些突变的了解可以为基因编辑策略提供信息，以提高基因编辑的效率。”铁存在于多种农作物中。”

这一发现可能有助于解决长期存在的缺铁问题，这是一个特别影响英国和世界其他地区女孩和妇女的营养健康问题。由于人们出于对气候变化的担忧而减少吃肉，这个问题可能会变得更严重。

缺铁性贫血是一种体内缺铁导致帮助储存和携带氧气的红细胞数量减少的疾病。

小麦粉和早餐麦片等主食会定期强化，以确保我们每天摄入足够的铁，以避免这种重要的营养短缺。

为了做出这一发现，约翰·英尼斯中心的研究人员使用了 RNA 测序技术，寻找高铁豌豆植物中表达的基因，并将其与铁含量正常的野生型植物进行比较。

Balk 博士团队利用计算绘图技术和植物实验，确定了豌豆基因组上的确切突变及其位置。

通过识别导致这些高铁表型的遗传密码的微小变化，该研究开启了生物强化的新机遇——提高食品的营养价值。

可能的商业应用包括培育含有 10 倍以上铁的豌豆芽，或含有天然、生物利用度更高的铁的补充剂，且不会产生与化学衍生的铁补充剂相关的一些副作用。

更令人兴奋的是，对这些在植物界高度保守的基因的了解可以帮助利用基因编辑和其他现代育种技术对小麦和大麦等其他作物进行生物强化。

一个长期存在的科学谜团

这两种高铁豌豆品种在过去 30 年的研究中发挥了至关重要的作用，以更好地了解植物如何从根部运输铁并使其可用于包括种子在内的其他器官。

植物必须调节铁的吸收，因为过多是致命的。所鉴定的突变很有价值，因为它们维持了高水平的铁积累，但又不至于铁对植物产生剧。

这些突变一直是一个长期谜团的核心。由于豌豆基因组庞大，研究人员未能找到导致铁积累的突变。然而，四年前，整个豌豆基因组序列的初稿被整理出来，这极大地帮助了巴尔克教授和她的团队。

Balk 教授表示，这项新研究为这段历史增添了新的内容：“我与植物铁稳态领域相关已有 20 年了，我参加的每次会议或论文中都会提到这两个基因，但人们并没有突变。”

“既然我们已经确定了这些突变基因，我们就可以开始在科学理解和实际改进方面取得进展，生产生物可利用铁含量更高的食品。”

这个长期存在的基因谜团的中心的两个高铁突变是由德国和的两个不同的研究小组在 20 世纪 90 年代创造的。

在发表研究结果后不久，这些小组向 BBSRC 资助的种质资源单位捐赠了一些豌豆种子，该单位是约翰·英尼斯中心的国家能力资源单位。几十年来，种子库存一直得到维护并保持活力。”

巴尔克教授评论道：“这对我们研究的成功很重要，因为其中一个突变体的种子几年后就会失去活力。它显示了种子库和维护历史收藏的关键作用。”

豌豆历史上积累铁的 dgl 和 brz 突变体的遗传基础出现在《植物杂志》上。

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