乔孟欣 李素贞 陈景堂

（河北农业大学农学院 国家玉米改良中心河北分中心 河北省作物种质资源实验室，保定 071001）

Fe是植物生长发育所必需的微量元素。Fe在植物体内可以发生Fe3+和Fe2+的可逆转变并参与形成各种具有生理活性的铁蛋白，如细胞色素和铁氧还蛋白，其中铁氧还蛋白在植物光合电子传递、硫酸盐还原等氧化还原型生理代谢方面具有重要作用［1］。

Fe在地壳中的含量很高，但在有氧环境下，易与羟基结合形成不溶态而不能被植物直接吸收利用［2］，且Fe在植物体中流动性小，Fe缺乏时植株老叶保持绿色，新叶叶脉间失绿，严重时可导致叶片白化。在长期的进化过程中，高等植物形成了不同的铁吸收机理：即机理Ⅰ和机理Ⅱ，相应的植物称为机理Ⅰ植物和机理Ⅱ植物。机理Ⅰ植物主要包括双子叶植物和非禾本科单子叶植物［3］，机理Ⅰ植物吸收铁分为3个步骤，首先H+-ATPase酸化土壤中的三价铁离子，随后铁还原酶基因（Fe3+chelate reductase，FRO）将土壤中的Fe3+还原成Fe2+，再由Fe2+转运蛋白（Iron-regulated transporter，IRT1/IRT2）将Fe2+转运至植物体内以供植物各部分生长发育［4］；机理Ⅱ植物主要包括禾本科植物［3］，其通过向胞外分泌植物铁载体（Phytoziderophore，PS）与土壤中的Fe3+螯合形成Fe3+-PS复合物，再由专一转运蛋白如黄色条纹蛋白（Yellow stripe-like，YSL）将Fe3+-PS复合物转运至植物根部细胞内。

基于Fe对植物生长发育的重要性及其被吸收形式与存在形式之间的复杂性，研究植物铁吸收机制以及相关基因的功能具有非常重要的意义，其中机理Ⅰ相关基因FRO已在多种植物中被发现与研究（表1）。……