SCOPUS
SCIE
Iron fortification of rice seeds through activation of the nicotianamine synthase gene
저자
Lee, S. ; Jeon, U. S. ; Lee, S. J. ; Kim, Y.-K. ; Persson, D. P. ; Husted, S. ; Schjorring, J. K. ; Kakei, Y. ; Masuda, H. ; Nishizawa, N. K. ; An, G.
발행기관
학술지명
PROCEEDINGS OF THE NATIONAL ACADEMY OF SCIENCES OF THE UNITED STATES OF AMERICA -
권호사항
발행연도
2009
작성언어
-등재정보
SCOPUS,SCIE
자료형태
학술저널
수록면
22014-22019(6쪽)
제공처
<P>The most widespread dietary problem in the world is mineral deficiency. We used the nicotianamine synthase (NAS) gene to increase mineral contents in rice grains. Nicotianamine (NA) is a chelator of metals and a key component of metal homeostasis. We isolated activation-tagged mutant lines in which expression of a rice NAS gene, OsNAS3, was increased by introducing 35S enhancer elements. Shoots and roots of the OsNAS3 activation-tagged plants (OsNAS3-D1) accumulated more Fe and Zn. Seeds from our OsNAS3-D1 plants grown on a paddy field contained elevated amounts of Fe (2.9-fold), Zn (2.2-fold), and Cu (1.7-fold). The NA level was increased 9.6-fold in OsNAS3-D1 seeds. Analysis by size exclusion chromatography coupled with inductively coupled plasma mass spectroscopy showed that WT and OsNAS3-D1 seeds contained equal amounts of Fe bound to IP6, whereas OsNAS3-D1 had 7-fold more Fe bound to a low molecular mass, which was likely NA. Furthermore, this activation led to increased tolerance to Fe and Zn deficiencies and to excess metal (Zn, Cu, and Ni) toxicities. In contrast, disruption of OsNAS3 caused an opposite phenotype. To test the bioavailability of Fe, we fed anemic mice with either engineered or WT seeds for 4 weeks and measured their concentrations of hemoglobin and hematocrit. Mice fed with engineered seeds recovered to normal levels of hemoglobin and hematocrit within 2 weeks, whereas those that ate WT seeds remained anemic. Our results suggest that an increase in bioavailable mineral content in rice grains can be achieved by enhancing NAS expression.</P>
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