近日，来自中国科学院生态环境研究中心的研究团队与德国、美国科学家合作，首次揭示了肌醇通道是植物韧皮部砷装载的主要通道，从而阐明了植物籽粒中砷积累的机制。该研究成果于12月22日发表在《自然-植物》（Nature Plants）杂志上，论文第一作者为副研究员段桂兰。

砷是一种广泛存在的环境污染物，威胁着全球数千万人的健康。人体主要通过饮用含砷水和食用砷污染食物摄入砷。在中国，大米贡献了每日砷摄入量的60%。因此，阻控砷进入水稻籽粒是降低砷健康风险的关键，但此前科学家并不清楚砷如何进入植物种子并积累。

在中国科学院院士朱永官研究员主持的国家自然科学基金项目支持下，研究团队以模式植物拟南芥为研究对象，基于韧皮部是籽粒砷积累主要途径的结论展开研究。拟南芥含有3个肌醇通道基因，其中AtINT2和AtINT4主要在韧皮部伴胞细胞膜上表达。当这两个基因分别在酵母和蛙卵中表达时，显著增加了砷积累并降低了酵母对砷的耐受性。而AtINT2或AtINT4突变使植物韧皮部和荚果中的砷浓度显著降低，种子中砷浓度减少约一半，但对木质部砷浓度无显著影响。这些结果表明，肌醇通道是调控拟南芥籽粒砷积累的关键因子。

该研究填补了植物韧皮部砷转运机制研究的空白。朱永官指出，籽粒砷积累过程得到完整表征：木质部将砷转运至维管束组织，肌醇通道将砷从维管束转运到韧皮部，再通过筛管系统转运到种子。研究团队展望，如果水稻肌醇通道同样作为韧皮部砷装载门户，则可作为培育低砷积累水稻新品种的分子标记，对降低大米砷污染健康风险发挥积极作用。