11月11日凌晨，国际顶尖学术期刊《细胞》在线发表一项由中国科研团队主导的重磅成果，中国科学院分子植物科学卓越创新中心、上海张江智种中心晁代印研究团队与华中农业大学严建兵教授团队，历经十年联合攻关，首次从遗传学层面揭开禾本科作物中镍元素的转运机制，打破了学界长期以来“禾本科植物镍需求低、镍缺乏罕见”的传统认知，为粮食作物增产开辟了全新的技术方向。

本次研究的核心突破，来自于对1404份玉米材料的全基因差异比对与籽粒镍含量关联分析。团队首次精准定位到控制禾本科作物籽粒镍积累的关键转运蛋白ZmNAET1——它就像整个镍运输系统里的核心“出口阀门”，负责将植物体内的烟胺小分子释放到细胞外，而烟胺会以螯合的方式牢牢结合镍离子，再通过后续的转运通路，把镍定向输送到玉米的生长点和籽粒当中。

在此之前，学界早已证实镍在植物体内存在生理功能，但始终没能厘清镍从作物茎节定向转运到籽粒的完整链条，也无法解释部分田块在氮磷钾大量元素供给充足的情况下，依然出现产量不达预期、种子萌发率偏低的现象。本次研究给出了明确答案：在玉米的生长点和籽粒内部，镍是尿素代谢过程中不可或缺的核心组分，一旦镍供给不足，尿素代谢通路就会受阻，后续氨基酸与蛋白质的合成随之受限，最终直接影响玉米穗重、籽粒饱满度、淀粉含量，甚至会导致种子储藏后发芽率大幅下滑。

田间试验数据显示，当ZmNAET1基因功能受损时，玉米籽粒镍含量会出现断崖式下降，即便其他营养元素供给充足，作物整体长势和产出也会受到明显制约。更具实用价值的是，这类因基因缺陷或土壤环境导致的缺镍问题，完全可以通过叶面喷施镍肥的方式进行精准校正，且补充镍元素后，种子的低发芽率问题可以完全恢复，常规补锌等其他微量元素手段则无法实现同等效果。

值得注意的是，研究团队已经在水稻中定位到两个功能同源的同类基因，这意味着这套镍转运调控机制在玉米、水稻等主粮禾本科作物中具备普遍适用性。此前植物营养学经典理论中的“最小养分律”，长期将研究重心放在氮磷钾等大量元素上，本次成果直接填补了禾本科作物微量元素营养调控的教科书空白，也从根源上解释了不少碱性土壤区域作物长期存在的隐性缺素、增产瓶颈问题。

站在产业端来看，这项基础研究突破的落地价值十分清晰：一方面，后续育种企业可以直接基于ZmNAET1基因标记，筛选天然具备高镍转运效率的玉米、水稻新品种，从种源层面提升作物的养分利用效率和抗逆性；另一方面，农业服务端可以针对性开发适配不同区域土壤的专用镍肥产品，通过低成本的叶面补施，撬动现有主粮作物的单产提升空间，对我国守住粮食安全底线、挖掘非主产区增产潜力都具备重要的现实意义。

长江有色金属网讯