科学家发现控制水稻重金属镉积累新机制 有助防控“镉大米”

水稻为禾本科稻属一年生植物，是我国重要的粮食经济作物，直接关系到我国的粮食安全和百姓的舌尖安全。近年来，受到镉、砷、铅等重金属污染，类似“镉大米”等毒大米事件时有发生，引发了不少争议。因此，该如何破解水稻的“中毒”问题，成为了许多科学家关注的焦点。据消息称，日前，Nature Communications杂志在线发表了中科院分子植物科学卓越创新中心/植物生理生态研究所龚继明研究组的题为“防御素类似蛋白驱动的水稻镉外排和分配”的研究论文。据悉，科学家新发现的这种控制水稻重金属镉积累的机制，有助防控镉含量超标的“毒大米”。
图：水稻 　　水稻是中国重要的粮食作物。但据初步估计，中国耕地面积的20%以上受到镉、砷、铅等重金属污染，其每年造成的粮食减产和污染分别达到千万吨以上，类似有毒“镉大米”的事件不断发生。 　　龚继明研究组与兄弟单位联合，搜集了中国的代表性水稻品种并进行了大规模的筛选。通过10年的接力，研究组的黄婧博士和罗劲松博士最终克隆到了镉积累的关键调控基因CAL1，而且发现了一种很有意思的机制：CAL1是一个分子量不大的植物蛋白，它在细胞内合成后，与镉进行“特异结合”，并将镉排除出细胞外，从而有效降低细胞内镉的积累。
图：水稻 　　龚继明研究员表示，CAL1基因这样的一种工作方式，使得科学家们可以定向改造作物，让水稻的稻草中积累更多的重金属镉，却不增加稻米中镉的含量，“使得我们有可能在中国面积广大的中低度污染农田里安全生产农作物，同时还能逐步对这些农田进行修复，让这些农田在不影响生产的前提下，逐步得到治理，最终变成清洁的生产用地。”