铁是植物生长必需的营养元素，其在细胞呼吸、光合作用和金属蛋白的催化反应过程中发挥着重要作用。植物有两种铁吸收方式，即机理（Strategy）I 和机理II。机理Ⅰ是指还原酶首先将Fe3+还原成Fe2+，然后由铁转运蛋白将Fe2+运输到植物体内。机理II 是指植物体内合成大量的植物铁载体，并分泌到根际土壤与Fe3+直接结合，以螯合物的形式转运至植物体内。传统观点认为，植物只具备其中一种特定的铁吸收方式。然而近期研究表明，水稻兼具两种机理。

为了研究水稻在富铁与缺铁环境下铁的吸收及转运机理，中国科学院地球化学研究所研究人员与合作者系统研究了高有效态铁（Fe3+-EDTA 培养液体系）和低有效态铁（喀斯特地区碱性稻田）种植条件下水稻对铁的吸收转运过程。通过分析土壤、孔隙水及培养液水稻各组织部位的Fe 同位素组成，发现两种不同种植条件下的水稻Fe 同位素分馏方向和尺度具有明显差异。高有效态铁种植环境中，植物根系Fe 同位素组成（d56Fe）比水培液轻约0.6‰，且水稻各个组织部位Fe 同位素组成变化很大，最大可达约1.5‰。这表明在富铁环境下生长的水稻以机理I 方式吸收铁，该过程伴随着剧烈的氧化还原反应。喀斯特地区碱性土壤条件下的低有效态种植环境中，水稻根系Fe 同位素组成比孔隙水略微重约0.3‰，且水稻各个组织部位Fe 同位素组成变化非常有限，这说明在低铁胁迫环境下，铁在水稻中的吸收转运以机理II 为主，并且铁在植物体内始终以铁螯合物的形式转运，该过程无氧化还原反应参与。……