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植物也有缺鐵危機！鐵是植物生長必需的微量營養素之一，但因土壤中的鐵往往活性極低、被吸收的效率有限，使缺鐵問題成為植物界中常見的營養障礙，而部分食用植物含鐵濃度過低，更是人類缺鐵性貧血的主因。
IRONMAN（IMA）的新型小胜肽家族
中央研究院植物暨微生物研究所研究員施臥虎（Dr. Wolfgang Schmidt.）及博士後研究員盧毅（Dr. Louis Grillet）研究團隊，發現了一種名為IRONMAN（IMA）的新型小胜肽家族，可幫助植物根部吸收外在環境中的鐵。此發現可望解決人們因攝鐵量不足所造成的缺鐵性貧血，已初步於番茄實驗中證實。研究成果於10月刊登於國際頂尖期刊《自然植物》（Nature Plants），並被選重點論文。
研究團隊發現，小胜肽家族IMA存在於開花植物中，可透過在植物韌皮部中移動以傳遞信號，進而調節鐵在植物體中的平衡狀態。而所有IMA胜肽都含有一段共同序列，是使其可正常運作的關鍵。模式植物阿拉伯芥（Arabidopsis thaliana）的基因組即含有8個IMA基因。
CRISPR-Cas9基因剪輯技術 增加根部鐵吸收率
首先，研究團隊藉由CRISPR-Cas9基因剪輯技術將阿拉伯芥中的8個IMA基因產生突變，使其失去功能，結果得到了體型非常小且極度黃化的阿拉伯芥植株，這樣的植株需要適時補充足夠的鐵才得以存活。接著，團隊續將野生型阿拉伯芥和IMA基因被突變的阿拉伯芥相互嫁接，並發現位在地上部（莖、葉、花）的IMA1胜肽可促進根部鐵的吸收，而IMAs胜肽則負責在植物體的地上部及地下部（根部）間傳遞長距離信息。因此，可推斷IMAs可感知植物葉片中鐵含量的狀態，並傳導訊息到根部，進而增強根部吸收鐵的效率。
IMA胜肽僅在開花植物的基因組，不存在蕨類植物，藻類或真菌中，因此推測其出現在陸地植物進化的早期階段。儘管IMA胜肽普遍存在於植物界中，但由於它們的大小和結構皆高度多變，因此尚未被認為是一個家族，其相對應基因也大多未被註解。
此方法開闢了產生富含鐵的植物的新途徑，不僅可增加阿拉伯芥種子中的鐵含量，應用在番茄植株後，亦增加了番茄果實中的鐵含量。
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文/黃聖筑 圖/許嘉真