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水稻免疫鎘污染培育不走尋常路

該技術(shù)被稱為我國(guó)水稻種植技術(shù)上的又一次彎道超車

2017-11-16 11:52:54   

不久前,湖南雜交水稻研究中心發(fā)布消息稱,該中心研發(fā)出了雜交稻親本品系“低鎘1號(hào)”和組合“兩優(yōu)低鎘1號(hào)”,即便種植于高鎘污染稻區(qū),也能出“鎘”而不染。 

這意味著糧食安全從質(zhì)量上有了更多保障。因此,這一技術(shù)被不少網(wǎng)友稱為我國(guó)水稻種植技術(shù)上的又一次彎道超車。這項(xiàng)新技術(shù)究竟是如何幫水稻降鎘的?是否為轉(zhuǎn)基因技術(shù)?對(duì)人體是否會(huì)有后續(xù)影響?記者就此采訪了有關(guān)專家。 

 低鎘水稻可“免疫”高鎘污染地 

如何讓稻米避免鎘污染,研究由來(lái)已久。農(nóng)業(yè)科學(xué)家曾提出很多應(yīng)對(duì)稻米鎘污染的策略。如研發(fā)出將田中鎘通過(guò)微生物活化后從土壤中泵出的技術(shù);通過(guò)選育低鎘品種、灌溉和調(diào)節(jié)土壤pH值到7.0以上,實(shí)現(xiàn)綜合降鎘的“VIP”技術(shù);發(fā)布應(yīng)急性鎘低積累水稻品種等等……但即便是“應(yīng)急”品種,種植在高鎘污染稻區(qū),其稻米中鎘含量仍超出國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。“VIP”技術(shù)等方式,在降低土壤和品種的鎘含量上可行,但費(fèi)用較高。篩選和培育“籽粒鎘低積累水稻品種”是目前最直接和經(jīng)濟(jì)的方法。 

湖南雜交水稻研究中心研究員趙炳然介紹,團(tuán)隊(duì)研發(fā)的籽粒鎘低積累水稻品種技術(shù),主要通過(guò)基因組編輯技術(shù)與水稻雜種優(yōu)勢(shì)利用技術(shù)的集成創(chuàng)新,在國(guó)際上率先建立了培育低鎘秈型雜交稻親本及組合的技術(shù)體系。用此方法,他們快速、精準(zhǔn)培育出了不含任何外源基因的低鎘雜交稻組合。

團(tuán)隊(duì)經(jīng)過(guò)兩年,在高鎘大田進(jìn)行鑒定,其糙米鎘含量穩(wěn)定在0.06mg/kg以下,遠(yuǎn)低于0.2mg/kg的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和0.4mg/kg的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。“只降低鎘含量,不影響原始品種(系)的產(chǎn)量、品質(zhì)等綜合農(nóng)藝性狀。與相同情況下的對(duì)照品種,包括‘應(yīng)急性低鎘品種’相比,稻米鎘含量都顯著降低。”趙炳然說(shuō)。 

技術(shù)涉轉(zhuǎn)基因但產(chǎn)品不含轉(zhuǎn)基因 

該品系和組合是否為轉(zhuǎn)基因技術(shù)培育?是否為轉(zhuǎn)基因品種?對(duì)公眾普遍關(guān)注的這兩個(gè)問(wèn)題,趙炳然回應(yīng):“培育過(guò)程中利用的基因組編輯技術(shù),的確是涉及轉(zhuǎn)基因過(guò)程的新技術(shù)。但經(jīng)過(guò)一年兩代繁育篩選后,可獲得不含任何轉(zhuǎn)基因成分的突變植株,這與傳統(tǒng)轉(zhuǎn)基因技術(shù)從程序、結(jié)果上看,都有本質(zhì)不同。” 

兩優(yōu)低鎘1號(hào),通過(guò)對(duì)雜交稻骨干親本材料,運(yùn)用基因組編輯技術(shù)CRIS-PR/Cas9,定點(diǎn)突變鎘吸收主效基因,有效阻斷水稻吸鎘。“我們轉(zhuǎn)入的外源基因和突變基因,在突變體的后代自交群體中會(huì)發(fā)生分離,其中一部分突變單株不含外源基因。通過(guò)分子檢測(cè)突變株的后代群體,可快速篩選到不含任何外源基因的純合突變體單株。因此,最終培育出的組合,不含轉(zhuǎn)基因成分。”趙炳然說(shuō)。 

“這套成果是水稻育種中的一項(xiàng)重大突破。它在應(yīng)用中好操作,降鎘成本不高,簡(jiǎn)單易行,值得推廣。”中國(guó)工程院院士袁隆平說(shuō)。

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