铁高效型苹果基因型中活性氧起调控缺铁适应性反应的作用：活性氧产生增强的早期响应机理

　　ROS是植物生长发育中重要的信号分子，其主功能是对胁迫的适应性。该研究证明在小金海棠缺铁胁迫早期ROS是诱导缺铁调控的重要信号，此时ROS产生被激发，ROS清除机制被激活。此外该研究提出缺铁处理延长时，ROS的抑制剂可参与细胞内氧化平衡态的维持。整体来说，实验结果描述了木本植物小金海棠和山定子缺铁胁迫中，ROS参与并维护细胞内氧化还原平衡和缺铁响应中的反馈抑制循环。揭示了一个新的缺铁胁迫中的ROS调节机理， ROS与缺铁适应性反应的关系非常巧妙，在不同的缺铁阶段可起积极或者消极调控缺铁适应性反应的作用。中国农业大学园艺植物研究所对小金海棠ROS调控铁吸收的机理进行了研究，研究结果发表在2016年11月26日的《Frontier in Plant Science》上。 

　　图1 小金海棠和山定子根尖纵切面Fe的分布。左图为根尖纵切面所取部位显微镜成像图片（bars = 100 μm），右图为该区域的同步辐射X-射线荧光分析获得的Fe含量数据模拟的分布图。样品正缺铁处理0小时，9小时，9天，+Fe (40 mMFeNa-EDTA)，–Fe (0 Mm FeNa-EDTA)。有颜色的标尺从下至上表示Fe含量从低到高，用蓝色到红色的颜色梯度来表示。 

　　该研究组发现了不同铁吸收效率的苹果砧木小金海棠和山定子，在缺铁胁迫的不同时期，根部的铁含量有所不同。利用北京同步辐射装置4W1B-X射线荧光微分析实验站的荧光CT可以直观的观察到小金海棠和山定子根中Fe的天然分布。从信号强度可以看出，小金海棠的Fe信号比山定子高出几个数量级，而且在缺铁条件下，小金海棠仍能够保持较高的Fe含量，而山定子由于缺铁而造成根部Fe信号极弱而无法检测到。并且在缺铁9 h 时小金海棠的Fe信号高于正铁。为此我们推测小金海棠耐缺铁主要原因是由于其根中活性铁的含量高，并且缺铁时不仅根中内在二价铁含量活性高还增强了对环境中的二价铁的吸收。缺铁早期性氧的产生激活根部铁吸收的机理。 

　　这个研究为直观的观察Fe在植物根中的分布和含量提供了科学线索。中国农业大学园艺学院院长、园艺植物研究所教授韩振海教授这样描述他们的工作：“不同铁吸收效率的苹果砧木缺铁后的铁含量虽然得到观察，但是不同价态的铁仍还没能得到定位，改良的同步辐射装置必定会有助于解决这类难题”。

　　发表文章： 

　　Chaohua Sun†, Ting Wu†, Longmei Zhai, Duyue Li，Xinzhong Zhang, Xuefeng Xu, Huiqin Ma,Yi Wang*, Zhenhai Han*, Reactive Oxygen Species Function to Mediate the Fe Deficiency Response in an Fe-efficient Apple Genotype：An Early Response Mechanism for Enhancing Reactive Oxygen Production. Frontier in Plant Science, 2016, 7: 1726.