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隊成功創制了籽粒中鎘和砷超低積累的兩系雜交水稻，為鎘砷等重金屬復合污染地區生產重金屬不超標稻米提供了解決方案。相關研究成果日前發表在國際期刊《植物生物技術》。
稻米中鎘和砷過量積累將嚴重威脅大米消費人群健康。由于水稻生長環境及土壤中鎘砷的化學特性等因素影響，水稻籽粒中鎘和砷含量通常存在負相關性。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，在生產應用中仍存在一定局限性。創制鎘砷同步低積累的雜交水稻品種，使其能適宜鎘砷等復合污染地區種植并推廣，在保障水稻產量前提下，對提升稻米品質安全和確保大米消費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17系列雜交稻中，分別研究了相關鎘調控關鍵基因的降鎘能力，獲得了降鎘效應最優且綜合農藝性狀優良的低鎘品種株系。同時，利用水稻砷吸收轉運主效基因創制了攜帶不同鎘和砷調控基因的植株。
“利用上述植株進行配組，并對后續雜交稻組合籽粒進行重金屬元素測定。在大田種植環境下，攜帶鎘調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，結合稻米品質測定和綜合農藝性狀考查，研究人員篩選出鎘、砷同步超低積累且綜合性狀表現優良的雜交稻品系及最優等位基因型組合。