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袁隆平出新成果:不用担心大米镉含量超标了

来源:科普时报 作者: 2017年10月18日 10:36
[导读] 

□ 代茂

    作为重金属元素,镉具有很强的毒性。联合国环境规划署曾在上世纪80年代提出12种在全球范围内均具有危害意义的物质,镉位列第一,而其对人体的毒性则仅次于汞(水银),位列第二。




大米重金属镉污染是国人忽视的重大食品健康问题,虽然各地陆续有镉污染事件的报道,却一直并未引起足够的重视。2014年我国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。

近日,在2017年国家水稻新品种与新技术展示现场观摩会上,中国工程院院士袁隆平宣布:继“海水稻”技术后又获得了一项重大突破成果——水稻亲本去镉技术。

镉对人体的危害

天然存在的镉矿并非单一纯净的镉矿石,往往与铅锌等元素以化合物的形式相伴存在。自然来源的镉在土壤中存在的形式较为稳定,即便是土壤中含有较高含量的自然来源镉,一般情况下也不至于对植物和人类构成威胁,而因人类活动带入土壤的镉往往危害更大。

镉在人体内的半衰期约为10-30年,镉被人体吸收后,主要累积在肺、肝、肾等器官中。研究表明,肾脏可吸收进入体内近1/3的镉,是镉中毒的“靶器官”。由于镉损伤肾小管,病者出现糖尿、蛋白尿和氨基酸尿。特别可使骨骼的代谢受阻,造成骨质疏松、萎缩、变形等一系列症状。还可导致高血压、肾功能紊乱、肝损害、肺水肿、贫血等疾病以及神经和大脑损伤, 甚至诱发癌症。

稻米镉污染现状

关于稻米镉超标的食品安全问题也正在成为中国社会关注的热点,国家农业部稻米质量监督检验中心也曾对我国市场的稻米进行安全性抽检,结果发现镉超标率高达10.3%。

数据分析显示:南方市场上稻米的镉污染比北方更严重,如江西、湖南的一些县市,稻米镉超标的问题比较突出。

存在大米镉超标问题的省份远不止这两个,镉污染等土壤环境恶化带来的稻米等农产品的质量问题已成为危害我国的战略安全问题。

我国2013年6月1号开始执行的新版食品安全国家标准《食品中污染物限量》(GB2762-2012)中规定,大米镉含量不得超过0.2ppm。

应该说,这一数值在世界各国中都是相对低的,十分严格,这得益于我国镉含量超标的土地占耕地面积的比例较低,因此实施相对严格的标准也有充足的操作空间。

水稻中的镉是从哪里来的

现代农业生产过程中,连年向耕地投入大量化肥、农药等化工生产资料,向土壤带入了大量的污染重金属。我国工业生产每年排放的未经处理的污水约400亿立方米,这些工业废水是导致我国农田镉污染的主要原因。镉主要用于电池、染料或塑胶的稳定剂,所以当我们乱扔废旧电池时,土壤中的许多重金属含量也会逐渐升高,形成污染。

虽然镉不是植物的必需元素,但植物并不排斥对镉的吸收,又因土壤中的镉有较强的向植物根系迁移的能力,因此植物往往容易富集镉。

植物种植在镉污染的土地上,会危害植物对氮、磷、钾等必需营养元素的吸收利用和转运,镉能够通过多种方式干扰植物正常的光合作用、呼吸作用等生理过程,也会对植物酶系统,营养元素代谢,细胞形态与功能等方面产生严重影响。

科学家的研究发现水稻本身拥有的某些独特基因,使水稻根系吸收土壤中镉的能力较强,比如:水稻对于镉污染的吸附作用明显强于玉米、大豆等其他的作物品种。而这些吸附的镉会在水稻的米粒中大量富集,所以镉污染在水稻米粒中表现得尤为突出。

稻米作为东亚地区最主要的粮食作物,在多地餐桌上属于不可或缺的角色。一旦人直接食用这些镉米,或者家禽等食用后在体内富集,再通过食物链进入人体,都会引起慢性中毒,严重威胁人类健康。

水稻亲本去镉技术

世界上目前在开发以及应用中的大米除镉技术主要有土壤改造法、镉稻吸收法以及辐照育种法等。

此次袁隆平院士开发的水稻亲本去镉技术属于完全不同的技术路线。“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。”

亲本除镉技术从根本上改造了水稻,让水稻从容易富集镉的植物变成对镉吸收较少的植物,自然会相应降低水稻稻种也就是大米中的镉含量。

不同水稻品种对于镉污染的积累是不同的。研究人员发现,各水稻品种对镉吸收积累能力的不同是由于各水稻品种的基因型间的差异所致。

目前,水稻功能基因组学的研究者们正逐步解析控制水稻镉吸收等性状的关键基因。解析后,可以将这些科学成果与设计育种思路相结合,培育出一批优质、高产、耐镉的优良水稻新品种。

(作者单位:中国科学院遗传与发育生物学研究所。)

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[责任编辑:kb104]
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