西北农林科技大学（759）未来农业研究院郑远教授团队揭示植物激素ABA新功能：精准调控种子铁含量，为营养强化作物提供新思路

近日，未来农业研究院郑远教授团队在《PNAS》上发表了题为《Abscisic acid regulates iron accumulation in plant seeds via the PYLs-bHLH IVc-YSLs module》的研究论文，首次揭示了ABA在种子铁积累中的“分子刹车”功能。博士后赵鸿云为论文第一作者，郑远教授为论文通讯作者。

研究显示，ABA通过一套新发现的信号模块，在种子成熟过程中抑制铁元素过量积累；而当植物感知缺铁信号时，该抑制被解除，从而增强种子铁储备。这一机制在模式植物拟南芥中得到验证，为理解种子铁稳态调控提供了全新视角，也为培育“高铁低毒”营养强化作物奠定了理论基础。

研究团队以拟南芥为模型，系统分析了种子发育过程中ABA含量与铁积累的时间动态，发现种子成熟过程中ABA的含量与铁含量呈负相关。外源施加ABA显著抑制种子中铁含量，而ABA合成缺陷突变体则表现出铁积累升高，表明ABA在种子铁积累的过程中起负调控作用。

进一步研究发现，ABA受体PYLs可直接与铁调控转录因子bHLH34/104/115相互作用，阻断其对铁转运蛋白基因YSL1/3的激活功能。遗传分析证实，YSL1/3是ABA调控种子铁含量的关键下游靶点。而当植物处于缺铁状态时，bHLH104/115反过来抑制ABA合成基因ABA2及受体PYL4表达，形成一条“铁-ABA”负反馈回路，精准调节种子铁储备。

该研究首次将ABA的功能从“调控种子休眠萌发”拓展至“营养稳态调控”，揭示了植物如何在“铁充足时防止毒害、铁缺乏时保障供应”之间实现精细平衡。由于ABA通路、YSL蛋白及bHLH转录因子在作物中高度保守，该机制为今后通过基因编辑或精准育种提升稻米、小麦等主粮作物的铁含量提供了理论依据和技术路径。

本研究得到了国家自然科学基金面上项目、西北农林科技大学引进人才科研启动经费和中国农业大学植物抗逆高效全国重点实验室开放课题的资助。

论文链接：https://www.pnas.org/doi/10.1073/pnas.2512997122

编辑：王学锋

终审：刘玉峰