鐵是動植物必需的微量元素，對生命活動的正常開展至關重要。植物種子是人類膳食鐵的主要來源，同時種子中鐵的儲存會影響種子萌發(fā)后幼苗的生長發(fā)育和對營養(yǎng)逆境的響應；因此，提高種子的鐵含量對人類的健康以及早期幼苗的發(fā)育均具有重要的意義。

《Journal of Integrative Plant Biology》7月2日在線發(fā)表了浙江大學生命科學學院植物所鄭紹建教授課題組題為“Ethylene promotes seed iron storage duringArabidopsisseed maturation via ERF95 transcription factor”研究論文。該研究發(fā)現(xiàn)在擬南芥種子成熟過程中伴隨著植物激素乙烯在果莢中的大量積累，其通過核心調控因子EIN3轉錄激活其下游的乙烯響應因子ERF95，后者進一步直接調控了鐵蛋白基因FER1的表達，從而促進種子中鐵的儲存。

該研究發(fā)現(xiàn)ERF95在種子成熟過程中的表達量增加，并且其T-DNA插入突變體erf95-1種子中鐵的積累明顯減少，從而使其萌發(fā)后的幼苗早期生長對缺鐵十分敏感，而過表達ERF95表現(xiàn)出相反的表型。通過轉錄組測序和RT-qPCR分析發(fā)現(xiàn)，F(xiàn)ER1（編碼鐵蛋白ferretin）的表達在種子形成的中后期受到ERF95的調控。FER1的功能缺失突變體fer1-1同樣表現(xiàn)出種子鐵積累減少的表型，并且fer1-1 ERF95-OX呈現(xiàn)fer1-1的表型。進一步研究發(fā)現(xiàn)，ERF95與FER1啟動子中的GCC-box結合并激活FER1的表達。此外，ERF95在種子成熟過程中的表達依賴于乙烯信號關鍵因子EIN3。EIN3的缺乏（ein3）會降低種子中的鐵含量，而ERF95的過表達可以恢復ein3種子的鐵存儲。與此相一致，乙烯在種子成熟過程中的生物合成顯著增加。同時，乙烯合成增加的突變體eto2也表現(xiàn)出種子鐵積累提高的表型，說明乙烯信號參與調控種子鐵的存儲。因此，該研究發(fā)現(xiàn)乙烯通過EIN3-ERF95-FER1信號通路促進種子成熟過程中的鐵累積。