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Scientific Reports:富含多种补充营养的一株转基因水稻

点击: 时间:2017-08-16 09:36 作者:美少女  来源:第一农经 

  水稻是世界上三大粮食作物之一,世界上,平均每两个人中就有一人的主食是大米。米饭虽然可以充饥,但是却不能满足人们每天所需的维生素和一些矿物质。所以,在一些以大米为主食的国家中,常常会出现营养不良的状况。特别是在亚洲和非洲等地区。世界上的一些农业科学家们都致力于通过改良水稻的品种,来达到增加微量元素的目的。

水稻
  以大米为主食容易导致铁、锌、维生素A的缺乏。铁摄入不足会导致贫血,阻碍大脑发育,使孕妇和婴儿的死亡率上升。儿童缺乏维生素A,有失明风险,而且免疫系统薄弱,容易患麻疹,腹泻或疟疾等传染病。
  黄金稻米阻击维生素A缺乏症
  为了解决这些营养不良问题,在许多年前由Ingo Potrykus领导的一支苏黎世联邦理工学院(ETH)研究团队开发了一种被称为“黄金稻米”的大米。这是第一批转基因水稻品种之一,研究人员让水稻在胚乳中生产维生素A的前体,β胡萝卜素。后来,改进版黄金稻米被几个国家(主要是南洋国家)用于育种计划。
  为了解决其他微量营养素的不足, ETH植物生物技术实验室的Wilhelm Gruissem教授和其他国家团队也都在发展水稻改良项目,包括提升大米和小麦铁元素含量等。
  但是,现有的所有转基因水稻品种都有一个共同特点:它们只能提供一种特殊微量元素。因为,以现有的技术手段将几种微量营养素结合在一株水稻中仍是美好的梦想。
  如今,ETH植物生物技术实验室高级研究员Navreet Bhullar的团队终于实现了这一梦想,他们最近在《Scientific Reports》杂志上报告第一株多营养水稻构建成功。
  Bhullar和她的博士生Simrat Pal Singh为水稻同时添加了充足的铁和锌,这种基因工程水稻胚乳中的β胡萝卜素也显著高于普通水稻。“我们的结果证明,将几种必须微量营养素集中于一株水稻的想法是可以实现的,”Bhullar解释道。
  这株水稻含有一个由4个基因组成的“基因盒”,因此多种微量营养素控制基因可作为一个整体插入单个基因位点。这种操作能同时改良不同水稻品种的多种营养素含量,避免了使用单一营养补充型水稻与其他水稻进行杂交的繁琐过程。
  和她的研究生们花了几年时间才证明了这一概念的可操作性。尽管这种新型“黄金水稻”的β胡萝卜素水平比专一的β胡萝卜素改善水稻“黄金水稻2”的低了10倍,但其仍然比普通大米品种中所含的多。
  “如果这种多营养水稻品种可替代市场上70%的大米,将明显提高人们膳食中的维生素A水平,况且它还能提供满足人体需要的丰富铁和锌元素,”文章作者强调。
  这种水稻仍处于开发试验阶段。目前为止,为了对其进行微量元素分析,它们仅生长在温室环境。“我们计划进一步完善这些水稻品种,”Bhullar说。“下一步计划将开展限制性田间(confined fields)试验,以确定植株的营养性状和农艺性状在不同条件下的稳定程度。”
  希望新水稻品系的田间试验将在明年进行。她现在还无法确定具体的农田(farmer's fields)试验时机,“预计5年内,这些富含多种微量补充营养素的稻米将可被用于改善营养不良。”
  在改良水稻品种的试验上,各国的科学家都做出了不懈的努力,水稻在农业生产中具有极高的地位,水稻也是世界上大多数国家的主食,特别h是在亚洲和非洲等地区。在过去的几十年间,水稻的品种经历了一个较长时间的发展历程。经过几代科学家逐渐的完善和不懈的探索,相信水稻品种会在未来变得越来优秀,对农业粮食将起着重要的贡献作用。
第一农经整理)

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