突变锌感受器基因，可使种子锌含量增加50% 学术资讯

来源：iPlants

2021年2月26日，Nature Plants杂志在线发表了来自丹麦哥本哈根大学Ana G. L. Assunção教授联合荷兰瓦赫宁根大学Mark G. M. Aarts教授题为“Arabidopsis bZIP19 and bZIP23 act as zinc sensors to control plant zinc status”的研究论文。该研究通过体外和植物内的方法揭示了拟南芥F-bZIP转录因子bZIP19和bZIP23是锌缺乏反应的中心调节因子，两者作为锌离子感受器通过锌离子感知motif来结合锌离子。

微量营养素缺乏对全世界的人类健康构成威胁，而锌的饮食缺乏是全世界营养不良的最大原因之一。估计有1.61亿5岁以下儿童发育不良，部分原因是由于隐藏的饥饿，即食品缺乏必需的维生素和矿物质。在尼日利亚，75％的学龄前儿童和67％的孕妇患有贫血症，20％的5岁以下儿童缺锌。缺铁性贫血会影响免疫系统，阻碍儿童的生长发育并损害儿童的认知发育。缺锌导致腹泻，发育迟缓和认知发育受阻的死亡风险增加。通过生物技术对主食作物进行增加微量元素浓度是改善高危人群食品中必需微量营养素的几种策略之一。长期以来，研究人员一直试图了解植物如何增加和减少锌的吸收。

该研究使用体外和植物中的方法来显示拟南芥中bZIP19和bZIP23两个转录因子是Zn缺乏反应的中央调节因子，它们通过Zn传感器基序结合Zn2+充当Zn传感器。研究表明，将锌传感器基序进行删除或破坏锌的结合，在充足的锌供应下，种子锌的浓度增加了50％，而对植物的生长和发育没有任何明显的不利影响，这表明开发具有增加的锌积累的作物的有前途的策略。由于锌传感器基序在陆地植物的F组bZIP蛋白中高度保守，因此鉴定这种植物锌传感器将促进改善植物来源食品和饲料的锌营养质量的新策略，并有助于解决全球锌缺乏症的健康问题。后期可以通过选择天然存在的ZSM变体或通过CRISPR–Cas9介导的精确调控来调节F-bZIP同源物的活性以改善种子作物中锌的吸收。