近日,在2017年國家水稻新品種與新技術展示現場觀摩會上,中國工程院院士、美國國家科學院外籍院士、“世界雜交水稻之父”袁隆平宣布其獲得了一項重大突破成果——水稻親本去鎘技術。此外,由其本人主導的“海水稻”也順利通過測產考,最高產量達620.95公斤/畝。
“敲掉”水稻親本中的鎘
“近期我們在水稻育種上有了一個突破性技術,可以把親本中的含鎘或者吸鎘的基因‘敲掉,親本干凈了,種子自然就干凈了。”袁隆平說道。為什么袁老要專門研究水稻的去鎘技術呢?鎘污染很常見嗎?很嚴重嗎?
這就有必要介紹一下長期被國人忽視的重大食品健康問題——大米的重金屬鎘污染。我國有許多土壤污染較重的地區,因而種植出的一些糧食中含有鎘元素,并出現含量超標的趨勢。雖然各地陸續有鎘污染事件的報道,卻一直未能引起國人足夠的注意。
提到大米的重金屬鎘污染,不得不說1931年震驚世界的日本富山縣“痛痛病”鎘米事件。
自20世紀初期開始,人們發現這里的水稻普遍生長不良。1931年開始,又出現了一種怪病,患者大多是婦女,病癥表現為腰、手、腳等關節疼痛。病癥持續幾年后,患者全身各部位會發生神經痛、骨痛現象,行動困難,甚至呼吸都會帶來難以忍受的痛苦。到了患病后期,患者骨骼軟化、萎縮,四肢彎曲,脊柱變形,骨質松脆,就連咳嗽都能引起骨折。患者不能進食,疼痛無比,常常大叫“痛死了!”“痛死了!”有的人因無法忍受痛苦而自殺。這種病由此得名為“骨癌病”或“痛痛病”。
1946?1960年,日本醫學界從事綜合臨床、病理、流行病學、動物實驗和分析化學的人員經過長期研究后發現,“痛痛病”是由于神通川上游的神岡礦山廢水引起的鎘中毒,用這種含鎘的水澆灌農田,生產出來的稻米成為“鎘米”。“鎘米”和“鎘水”把這里的人們帶進了“痛痛病”的陰霾中。
我國也曾發生多次鎘污染事件,包括2005年“廣東北江鎘污染”事件,2009年湖南“長沙湘和化工廠鎘污染”事件,以及2012年廣西龍江河拉浪段“重金屬鎘污染”事件,但所幸環保部門發現及時,妥善處置,事故造成的影響較小,危害較輕。
鎘被認為是一種十分危險的環境污染元素,自20世紀以來,由于鎘以及其化合物被廣泛應用于鎳鎘電池、顏料以及電鍍等制造環節,鎘的產量及用途在不斷增加。需要指出的是,我國重金屬鎘污染正在以不同的方式悄然進行,2014年我國官方環保與土地部門聯合發布了《全國土壤污染狀況調查公報》,報告的形成歷時8年,報告指出鎘的點位超標率占7%,是所涉無機污染物超標點位率最高的,且遠高于其它化學元素。據統計,全世界每年向環境中釋放的鎘高達30000噸左右。其中82%?94%的鎘會進入到土壤中。
近年來,伴隨著農業供給側結構性改革對綠色種業提出的新要求,農作物的純凈度越發受到關注,特別是在許多土壤污染較重的地區,如何避免污染元素在作物中的代際傳播,是育種家必須考慮的問題。而袁隆平團隊研發出的此項鎘元素剔除技術將扭轉我國部分農作物重金屬含量超標的趨勢。
“海水稻”測產考可打“優秀”
在提高水稻質量,防治重金屬鎘的危害之外,9月28日下午,由袁隆平牽頭的青島水稻研究發展中心試種的第一批耐鹽堿水稻(俗稱“海水稻”)迎來測產考。
在水稻家族中,有這樣一個群體,它們可以在惡劣的鹽堿地中生長甚至結實、繁衍后代。這一特殊群體被稱作耐鹽堿水稻,也被形象地稱為“海水稻”。不過,其生長地并非海里,而是像海邊灘涂這樣的海水經過的鹽堿地。它們不懼海水的短期浸泡,具有不需施肥、抗病蟲、耐鹽堿三大特性,因此可讓荒地變為良田。
來自國家雜交水稻工程技術研究中心、國土資源部土地整治中心、湖南農業大學等科研院所的30多名從事海水稻、鹽堿地改良等研究方向的專家前往白泥地實地測產。在場的專家首先檢測了灌溉用水的鹽度,要測產的這塊田的灌溉用水鹽度已經達到了6‰。研發中心的博士楊紅燕形象地解釋稱,這種鹽度大至相當于吃剩的菜湯的咸度。
小區域收割、脫粒、除雜、測水分、稱重,最后再通過一個固定公式,專家組給出了畝產的最終結果。在選取的YC0045、YC0082、YC0107、YC0143這4種材料中,小面積測產最高產量為620.95公斤/畝,按照大田種植產量的8折計算,畝產量也可達500公斤。即便是最低產量的那種耐鹽堿水稻材料,小面積的畝產量也達到438.14公斤/畝。
“之所以稱為材料而不是品種,是因為還未通過國家的品種審定,不能進入市場大規模推廣。”楊紅燕如是解釋。
原定參與此次收割測產的袁隆平,因同天在湖南長沙出席第三代雜交水稻育種技術研究與利用成果評價會,于是通過視頻連線的形式,聽取了工作人員的測產結果匯報。袁隆平對這個結果表示很滿意:“可以打優秀。今年取得了比較好的成績,希望再接再厲明年更上一層樓,接下來要大量制種,明年選兩個點大田種植再觀察表現。”
在現場,工作人員還組織大家進行了試吃。參與試吃的專家、記者、當地農民均表示口感要比普通的稻米香甜,也并無公眾普遍認為的咸味。
恰逢金秋時節,對于此次的收割測產,研發中心副主任張國棟表示,“應該說是迎來了一個階段性的檢驗,離產業化推廣比較遠”。
他進一步解釋,“這次是讓老百姓能夠感性地看到,這里邊有一些材料是具備很大的潛力,有可能會成為一個真正的品種,有可能在全國大量推廣。這只是階段性的成果,而不是最終說‘研發成功了‘海水稻大豐收了。必須是這個品種比較穩定,是國家認定的品種,在一塊特定的鹽堿地上產量很高才符合‘豐收這個概念。”
根據相關數據統計,目前全球共有9.5億公頃鹽堿地,亞洲3.2億公頃,占全球的1/3以上。中國有3500多萬畝沿海灘涂、15億畝內陸鹽堿地,其中近3億畝可以進行改造利用。張國棟介紹稱,研發團隊計劃在5到8年內在全國推廣1億畝耐鹽堿水稻種植。
袁隆平曾在2017東亞海洋合作平臺黃島論壇上發表“海洋科技與糧食安全”主題演講,其中提到要在3?5年內選育出在鹽分濃度3‰?8‰海水灌溉種植條件下,產量達300公斤/畝以上的耐鹽堿水稻新品種。他說:“為了使海水雜交稻能夠更好地造福世界人民,我本人和本研究中心均十分樂意幫助其他國家發展雜交水稻,為保障世界糧食安全和促進世界和平做出貢獻。”
(整理自網絡)endprint