科技日報訊 (記者馬愛平)記者7月26日從中國水稻研究所獲悉，中國工程院院士胡培松團(tuán)隊成功創(chuàng)制了籽粒中鎘和砷超低積累的兩系雜交水稻，為鎘砷等重金屬復(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)表在國際期刊《植物生物技術(shù)》。
稻米中鎘和砷過量積累將嚴(yán)重威脅大米消費(fèi)人群健康。由于水稻生長環(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單個基因或單個重金屬元素展開，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。
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，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，并對后續(xù)雜交稻組合籽粒進(jìn)行重金屬元素測定。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、中國水稻研究所研究員胡時開告訴記者。
最終，結(jié)合稻米品質(zhì)測定和綜合農(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。