科技日?qǐng)?bào)訊 (記者馬愛(ài)平)記者7月26日從中國(guó)水稻研究所獲悉，中國(guó)工程院院士胡培松團(tuán)隊(duì)成功創(chuàng)制了籽粒中鎘和砷超低積累的兩系雜交水稻，為鎘砷等重金屬?gòu)?fù)合污染地區(qū)生產(chǎn)重金屬不超標(biāo)稻米提供了解決方案。相關(guān)研究成果日前發(fā)表在國(guó)際期刊《植物生物技術(shù)》。
稻米中鎘和砷過(guò)量積累將嚴(yán)重威脅大米消費(fèi)人群健康。由于水稻生長(zhǎng)環(huán)境及土壤中鎘砷的化學(xué)特性等因素影響，水稻籽粒中鎘和砷含量通常存在負(fù)相關(guān)性。研究人員很難篩選到鎘和砷同時(shí)低積累的水稻品種。
“目前，關(guān)于水稻重金屬低積累的研究通常針對(duì)單個(gè)基因或單個(gè)重金屬元素展開(kāi)，在生產(chǎn)應(yīng)用中仍存在一定局限性。創(chuàng)制鎘砷同步低積累的雜交水稻品種，使其能適宜鎘砷等復(fù)合污染地區(qū)種植并推廣，在保障水稻產(chǎn)量前提下，對(duì)提升稻米品質(zhì)安全和確保大米消費(fèi)人群健康具有重要意義。”論文通訊作者胡培松說(shuō)。
研究人員首先在中嘉早17和C兩優(yōu)17系列雜交稻中，分別研究了相關(guān)鎘調(diào)控關(guān)鍵基因的降鎘能力，獲得了降鎘效應(yīng)最優(yōu)且綜合農(nóng)藝性狀優(yōu)良的低鎘品種株系。同時(shí)，利用水稻砷吸收轉(zhuǎn)運(yùn)主效基因創(chuàng)制了攜帶不同鎘和砷調(diào)控基因的植株。
“利用上述植株進(jìn)行配組，并對(duì)后續(xù)雜交稻組合籽粒進(jìn)行重金屬元素測(cè)定。在大田種植環(huán)境下，攜帶鎘調(diào)控基因的水稻籽粒中，鎘含量分別降低了64.6%—85.2%；攜帶砷調(diào)控基因的水稻籽粒中，砷含量分別降低了42.3%—48.2%；同時(shí)攜帶鎘砷調(diào)控基因的水稻籽粒中，鎘和砷含量也顯著降低，鎘含量下降了72.9%—78.8%，砷含量下降了42.9%—53.2%。”論文第一作者、中國(guó)水稻研究所研究員胡時(shí)開(kāi)告訴記者。
最終，結(jié)合稻米品質(zhì)測(cè)定和綜合農(nóng)藝性狀考查，研究人員篩選出鎘、砷同步超低積累且綜合性狀表現(xiàn)優(yōu)良的雜交稻品系及最優(yōu)等位基因型組合。