2018-02-22 20:50:16
重金屬污染在我國呈現(xiàn)出量大、面寬以及污染形態(tài)復(fù)雜的特征。初步估計我國耕地面積的20%以上受到重金屬鎘、砷、鉛等重金屬污染，每年造成的糧食減產(chǎn)和污染分別達(dá)到千萬噸以上，因此重金屬污染治理迫在眉睫。但是我國的現(xiàn)實國情是人多地少，很多中低度重金屬污染農(nóng)田還必須從事農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，導(dǎo)致類似“鎘大米”的事件不斷發(fā)生。要解決這種兩難困境，培育既能生產(chǎn)可食用部位重金屬含量安全，同時在秸稈等部位高積累重金屬的“修復(fù)型”農(nóng)作物可能為解決中國重金屬污染問題的一個相對理想的策略， 但是其是否可行及其相關(guān)理論基礎(chǔ)尚未有系統(tǒng)的研究。
水稻是我國重要的、也受重金屬污染危害顯著的糧食作物。龔繼明研究組通過離子組學(xué)平臺，系統(tǒng)鑒定了能較好代表中國水稻遺傳多樣性的核心種質(zhì)資源庫以及一些代表品種，發(fā)現(xiàn)在水稻籽粒和葉片中鎘積累及其與其它營養(yǎng)離子積累的相關(guān)性都具有很好的多態(tài)性，預(yù)示定向控制重金屬離子在水稻不同部位間積累是可行的。進(jìn)一步的研究從TN1和CJ06的遺傳群體中克隆到一個特異調(diào)控鎘在水稻葉片中積累的主效QTL基因CAL1，研究表明該基因編碼一個植物防御素類似蛋白，該蛋白通過螯合鎘并跨細(xì)胞膜分泌到胞外的方式，將鎘從細(xì)胞質(zhì)中卸載出來，進(jìn)入木質(zhì)部中參與長途轉(zhuǎn)運(yùn)。由于二者的緊密結(jié)合，所以可能進(jìn)一步屏蔽掉了這些螯合態(tài)鎘再次跨膜通過韌皮部向水稻籽粒的再分配過程，從而定向調(diào)控其在葉片等營養(yǎng)器官的積累。
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