隆平的這一世界級突破有多牛

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」袁隆平先生宣佈:繼「海水稻」技術後又獲得了一項重大突破成果——水稻親本去鎘技術。

鎘污染有何危害

說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,人們發現這裏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,病症表現為腰、手、腳等關節疼痛。病症持續幾年後,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。

到了患病後期,患者骨骼軟化、萎縮,四肢彎曲,脊柱變形,骨質鬆脆,就連咳嗽都能引起骨折。患者不能進食,疼痛無比,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」

作為重金屬元素,鎘具有很強的毒性。鎘被人體吸收後,主要累積在肺、肝、腎等器官中。由於鎘損傷腎小管,病者出現糖尿、蛋白尿和氨基酸尿。特別可使骨骼的代謝受阻,造成骨質疏松、萎縮、變形等一系列症狀。還可導致高血壓、腎功能紊亂、肝損害、肺水腫、貧血等疾病以及神經和大腦損傷,!甚至誘發癌症。

日本之所以出現「痛痛病」這樣的嚴重公害事件,是由日本高鎘土質的資源國情所決定的。

除了日本之外,大米中鎘含量較高的國家還有印度、斯里蘭卡、孟加拉、伊朗、哥倫比亞等國,超標的原因除了工業污染之外,.主要來自於當地土壤自身較高的鎘含量。可見,稻米除鎘是世界性的健康議題,具有深遠的現實意義。

大米除鎘技術

世界上目前在開發以及應用中的大米除鎘技術主要有土壤改造法、鎘稻吸收法以及輻照育種法等。

在這幾項技術的開發和應用中,高鎘土質遍佈全國的日本具有相對領先的技術實力。這兩種技術與此次袁隆平院士開發的水稻親本去鎘技術分別屬於三條完全不同的技術路線。

土壤改造法利用化學試劑淋洗去除鎘,或者直接利用鎘含量較低的土質替換高鎘土,技術含量較低,成本較高,並且額外加人的化學試劑長期的環境穩定性仍然存有疑問。

鎘稻吸收法則是利用了水稻富集鎘元素的特性。在高鎘土壤中種植非食用的水稻,經過3到5年的週期,可以使土壤中的鎘含量降低到之前的一半以下。再用這種經過脫鎘處.理的土壤進行稻米種植,自然可以降低大米中的鎘含量。這種方法的好處是不會引入額外的環境風險,不過比較長的週期必定帶來相當高的實施成本。

輻照育種利用放射源處理植物種子,誘發育成植株的突變。再根據突變後的性狀育種要求對寒變體彳進行選擇以及鑒定。

不過輻照育種的缺陷十分明顯,發生誘變的方向難以控制,隨機性巨大,同時’產’生的有利突變較少,大部分是劣變體。簡單來說,就是用霰彈槍打遠靶,雖然子彈飛出去不少,能不能命中卻全看運氣。

此次袁老開發的親本除鎘技術,雖然在技術細節上仍然不為公眾所知,但是顯然與以上幾種方式截然不同。

此前,袁老在「雙新會」上宣佈:「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’,親本乾淨了,種子自然就乾淨了。」

親本除鎘技術從根本上改造了水稻,讓水稻從容易富集鎘的植物變成對鎘吸收較少的植物,自然會相應降低水稻稻種也就是大米中的鎘含量。

此次水稻親本去鎘技術的成功,袁隆平院士又對水稻育種技術創新做出了巨大的貢獻。他過去解決了中國人的「吃得飽」問題,現在又解決了中國人乃至全人類「吃得安全、吃得於心」這難題。

近年來,中國的水稻研究連續取得了突破性進展,國際著名學術期刊《自然•植物》專門撰文介紹了中國水稻研究從跟蹤到領跑的過程,將這樣的表現稱之為「中國的復興」。在袁隆平作為開創者及帶頭人的中國科學家團體的共同努力下中國水稻研究正走在世界前列。