填补教科书，晁代印/严建兵合作最新《Cell》

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填补教科书，晁代印/严建兵合作最新《Cell》1 O% R3 w( n& C6 T0 q
来源：iNature 2026-11-15 13:57
3 c6 @( V7 P6 U$ z! a该研究首次鉴定出调控禾本科作物籽粒镍积累的关键转运蛋白ZmNAET1，揭示植物特有非蛋白氨基酸烟胺（Nicotianamine，NA）介导镍从茎叶等源器官长距离转运至籽粒等库器官的分子机理。
2 ^7 `% ~; N, ~  w镍（Ni）是植物中最后被鉴定的必需微量元素，其稳态的遗传基础及其农业意义长期以来一直成谜。
9 |) {% a2 H9 N* I# t4 s2026年11月10日，中国科学院分子植物科学卓越创新中心晁代印、华中农业大学严建兵共同通讯在Cell在线发表题为“Nicotianamine-driven nickel transport to sink organs underpins maize productivity”的研究论文。该研究首次鉴定出调控禾本科作物籽粒镍积累的关键转运蛋白ZmNAET1，揭示植物特有非蛋白氨基酸烟胺（Nicotianamine，NA）介导镍从茎叶等源器官长距离转运至籽粒等库器官的分子机理，阐明依赖镍发挥作用的脲酶活性在氨基酸代谢、种子活力维持与产量形成过程中的重要功能。
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  G& x; [+ d4 o/ F镍（Ni）早在20世纪40年代就被建议作为作物的有益元素。然而，直到20世纪80年代，它才被认定为植物普遍必需的 element，而当时大多数其他必需元素已被鉴定超过40年。Ni被发现是脲酶的辅因子，证实了其在氮代谢中的重要作用。1 w/ S$ n# R* n" n; h" X
Eskew等人（1983）和Brown等人（1987）在超纯培养液中无Ni条件下种植大豆和大麦两到三代，从植物生理学角度确立了Ni是植物必需元素。然而，与其他必需元素不同，Ni的农业重要性尚未被广泛认可。这可能归因于植物对Ni需求低的认知，但也可能源于对作物Ni稳态的遗传和分子基础缺乏了解。
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. A1 p- I: L" G- Z4 s% n机理模式图（图源自Cell）
( _: O$ N& y7 \1 G利用全基因组关联分析，研究人员将ZmNAET1鉴定为控制镍向种子分配的关键转运体。在机制上，ZmNAET1介导烟酰胺分泌，并实现节中烟酰胺依赖性镍的韧皮部装载及随后镍向库器官的转运。缺乏ZmNAET1的突变体表现出显著的产量损失、种子萌发速度降低以及种子寿命急剧缩短。镍补充以不可替代的作用完全挽救了突变体的种子萌发和正常营养发育。
8 y, j9 V; e$ R/ k7 V研究表明，NAET1依赖性镍向脲酶的递送对发育中库器官的氨基酸周转至关重要，揭示了镍在禾本科植物产量形成中一个未被充分认识的作用。该研究揭示了对烟酰胺和镍被低估的需求，并为优化微量营养素供给以提高谷类作物生产力开辟了新的研究途径。
+ Q. ^3 S0 W5 I' c0 \4 F# y中国科学院分子植物科学卓越创新中心晁代印研究员、华中农业大学严建兵教授为共同通讯作者；中国科学院分子植物科学卓越创新中心已出站博士后晁振飞（现为德国莱布尼兹植物遗传与作物研究所博士后）、博士研究生吴嘉琛以及华中农业大学已出站博士后陈园园（现为广东省农科院助理研究员）为共同第一作者。$ u; @4 G4 {4 ^0 J& i. g
参考消息：https://www.cell.com/cell/fulltext/S0092-8674(26)01285-7; ~" b" P+ N& \) W

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