近日,在2017年国家水稻新品种与新技术展示现场观摩会上,中国工程院院士、美国国家科学院外籍院士、“世界杂交水稻之父”袁隆平宣布其获得了一项重大突破成果——水稻亲本去镉技术。此外,由其本人主导的“海水稻”也顺利通过测产考,最高产量达620.95公斤/亩。
“敲掉”水稻亲本中的镉
“近期我们在水稻育种上有了一个突破性技术,可以把亲本中的含镉或者吸镉的基因‘敲掉,亲本干净了,种子自然就干净了。”袁隆平说道。为什么袁老要专门研究水稻的去镉技术呢?镉污染很常见吗?很严重吗?
这就有必要介绍一下长期被国人忽视的重大食品健康问题——大米的重金属镉污染。我国有许多土壤污染较重的地区,因而种植出的一些粮食中含有镉元素,并出现含量超标的趋势。虽然各地陆续有镉污染事件的报道,却一直未能引起国人足够的注意。
提到大米的重金属镉污染,不得不说1931年震惊世界的日本富山县“痛痛病”镉米事件。
自20世纪初期开始,人们发现这里的水稻普遍生长不良。1931年开始,又出现了一种怪病,患者大多是妇女,病症表现为腰、手、脚等关节疼痛。病症持续几年后,患者全身各部位会发生神经痛、骨痛现象,行动困难,甚至呼吸都会带来难以忍受的痛苦。到了患病后期,患者骨骼软化、萎缩,四肢弯曲,脊柱变形,骨质松脆,就连咳嗽都能引起骨折。患者不能进食,疼痛无比,常常大叫“痛死了!”“痛死了!”有的人因无法忍受痛苦而自杀。这种病由此得名为“骨癌病”或“痛痛病”。
1946?1960年,日本医学界从事综合临床、病理、流行病学、动物实验和分析化学的人员经过长期研究后发现,“痛痛病”是由于神通川上游的神冈矿山废水引起的镉中毒,用这种含镉的水浇灌农田,生产出来的稻米成为“镉米”。“镉米”和“镉水”把这里的人们带进了“痛痛病”的阴霾中。
我国也曾发生多次镉污染事件,包括2005年“广东北江镉污染”事件,2009年湖南“长沙湘和化工厂镉污染”事件,以及2012年广西龙江河拉浪段“重金属镉污染”事件,但所幸环保部门发现及时,妥善处置,事故造成的影响较小,危害较轻。
镉被认为是一种十分危险的环境污染元素,自20世纪以来,由于镉以及其化合物被广泛应用于镍镉电池、颜料以及电镀等制造环节,镉的产量及用途在不断增加。需要指出的是,我国重金属镉污染正在以不同的方式悄然进行,2014年我国官方环保与土地部门联合发布了《全国土壤污染状况调查公报》,报告的形成历时8年,报告指出镉的点位超标率占7%,是所涉无机污染物超标点位率最高的,且远高于其它化学元素。据统计,全世界每年向环境中释放的镉高达30000吨左右。其中82%?94%的镉会进入到土壤中。
近年来,伴随着农业供给侧结构性改革对绿色种业提出的新要求,农作物的纯净度越发受到关注,特别是在许多土壤污染较重的地区,如何避免污染元素在作物中的代际传播,是育种家必须考虑的问题。而袁隆平团队研发出的此项镉元素剔除技术将扭转我国部分农作物重金属含量超标的趋势。
“海水稻”测产考可打“优秀”
在提高水稻质量,防治重金属镉的危害之外,9月28日下午,由袁隆平牵头的青岛水稻研究发展中心试种的第一批耐盐碱水稻(俗称“海水稻”)迎来测产考。
在水稻家族中,有这样一个群体,它们可以在恶劣的盐碱地中生长甚至结实、繁衍后代。这一特殊群体被称作耐盐碱水稻,也被形象地称为“海水稻”。不过,其生长地并非海里,而是像海边滩涂这样的海水经过的盐碱地。它们不惧海水的短期浸泡,具有不需施肥、抗病虫、耐盐碱三大特性,因此可让荒地变为良田。
来自国家杂交水稻工程技术研究中心、国土资源部土地整治中心、湖南农业大学等科研院所的30多名从事海水稻、盐碱地改良等研究方向的专家前往白泥地实地测产。在场的专家首先检测了灌溉用水的盐度,要测产的这块田的灌溉用水盐度已经达到了6‰。研发中心的博士杨红燕形象地解释称,这种盐度大至相当于吃剩的菜汤的咸度。
小区域收割、脱粒、除杂、测水分、称重,最后再通过一个固定公式,专家组给出了亩产的最终结果。在选取的YC0045、YC0082、YC0107、YC0143这4种材料中,小面积测产最高产量为620.95公斤/亩,按照大田种植产量的8折计算,亩产量也可达500公斤。即便是最低产量的那种耐盐碱水稻材料,小面积的亩产量也达到438.14公斤/亩。
“之所以称为材料而不是品种,是因为还未通过国家的品种审定,不能进入市场大规模推广。”杨红燕如是解释。
原定参与此次收割测产的袁隆平,因同天在湖南长沙出席第三代杂交水稻育种技术研究与利用成果评价会,于是通过视频连线的形式,听取了工作人员的测产结果汇报。袁隆平对这个结果表示很满意:“可以打优秀。今年取得了比较好的成绩,希望再接再厉明年更上一层楼,接下来要大量制种,明年选两个点大田种植再观察表现。”
在现场,工作人员还组织大家进行了试吃。参与试吃的专家、记者、当地农民均表示口感要比普通的稻米香甜,也并无公众普遍认为的咸味。
恰逢金秋时节,对于此次的收割测产,研发中心副主任张国栋表示,“应该说是迎来了一个阶段性的检验,离产业化推广比较远”。
他进一步解释,“这次是让老百姓能够感性地看到,这里边有一些材料是具备很大的潜力,有可能会成为一个真正的品种,有可能在全国大量推广。这只是阶段性的成果,而不是最终说‘研发成功了‘海水稻大丰收了。必须是这个品种比较稳定,是国家认定的品种,在一块特定的盐碱地上产量很高才符合‘丰收这个概念。”
根据相关数据统计,目前全球共有9.5亿公顷盐碱地,亚洲3.2亿公顷,占全球的1/3以上。中国有3500多万亩沿海滩涂、15亿亩内陆盐碱地,其中近3亿亩可以进行改造利用。张国栋介绍称,研发团队计划在5到8年内在全国推广1亿亩耐盐碱水稻种植。
袁隆平曾在2017东亚海洋合作平台黄岛论坛上发表“海洋科技与粮食安全”主题演讲,其中提到要在3?5年内选育出在盐分浓度3‰?8‰海水灌溉种植条件下,产量达300公斤/亩以上的耐盐碱水稻新品种。他说:“为了使海水杂交稻能够更好地造福世界人民,我本人和本研究中心均十分乐意帮助其他国家发展杂交水稻,为保障世界粮食安全和促进世界和平做出贡献。”
(整理自网络)endprint