《Journal of Integrative Agriculture》：SiYSL1 regulates the iron absorption, transportation, and grain accumulation in foxtail millet
编辑推荐：
作者：张硕、志辉、唐莎、贾观清、唐婵娟、王海龙、罗明照、乔春海、蔡海雅、徐彦豪、刁先民中国国家作物基因资源与育种重点实验室/农业农村部粮食作物遗传资源评价与利用重点实验室/中国农业科学院作物科学研究所，北京100081摘要铁（Fe）缺乏是一种全球普遍存在的现象，表现为体内铁含量不
作者：张硕、志辉、唐莎、贾观清、唐婵娟、王海龙、罗明照、乔春海、蔡海雅、徐彦豪、刁先民
中国国家作物基因资源与育种重点实验室/农业农村部粮食作物遗传资源评价与利用重点实验室/中国农业科学院作物科学研究所，北京100081
摘要
铁（Fe）缺乏是一种全球普遍存在的现象，表现为体内铁含量不足，无法生成血红蛋白。然而，主要粮食作物的籽粒中铁含量通常较低。因此，提高籽粒中的铁含量对于改善以粮食为主食的人群的健康状况至关重要。在本研究中，我们分离出一种粟（Setaria italica）的黄条叶突变体，将其命名为yellow stripe-like 1（ysl1）。该突变体表现出典型的铁缺乏症状，但在铁供应充足的条件下这些症状得以缓解。与野生型相比，Siysl1的幼苗根、茎、伸长期叶片、穗和籽粒中的铁含量较低，而在抽穗期叶片中的铁含量较高。通过MutMap+技术，我们鉴定并克隆了SiYSL1基因，并通过CRISPR/Cas9介导的敲除实验验证了其功能。SiYSL1编码一种铁-植物铁载体蛋白，在铁缺乏条件下其表达显著增强。组织化学染色结果显示，SiYSL1在铁缺乏条件下特异性地表达于植物的根和叶片的维管束中，以及小穗、发育中的子房、基部胚乳和胚周围组织中。因此，SiYSL1似乎调控铁的吸收与平衡，并在铁向籽粒的转运中起关键作用。在水稻和粟中过表达SiYSL1显著提高了籽粒中的铁含量，表明其在作物育种中的潜在价值。通过对SiYSL1启动子区域的转录因子结合位点预测及小穗转录组分析，发现转录因子能够调控SiYSL1的表达。本研究为粮食作物的铁含量提升提供了新的遗传资源，并揭示了籽粒中铁积累的机制。
