種植轉(zhuǎn)基因水稻可緩解霧霾？專家：育種即可實(shí)現(xiàn)

　　氮污染被認(rèn)為是21世紀(jì)人類面臨的最大環(huán)境挑戰(zhàn)之一。

　　6月14日，一條“種植轉(zhuǎn)基因水稻可緩解霧霾”的消息引發(fā)關(guān)注。消息稱，中國(guó)科學(xué)家已找到方法，通過(guò)改變水稻基因結(jié)構(gòu)，來(lái)降低含氮化肥的使用量，從而緩解中國(guó)長(zhǎng)期得不到解決的霧霾問(wèn)題。

　　14日中午，領(lǐng)導(dǎo)這一課題研究的中國(guó)科學(xué)院遺傳與發(fā)育生物學(xué)研究所研究員儲(chǔ)成才在郵件中告訴澎湃新聞（www.thepaper.cn），他們的確發(fā)現(xiàn)了一個(gè)關(guān)鍵基因NRT1.1B，并在實(shí)驗(yàn)中證實(shí)，它可以有效提高粳稻對(duì)氮肥利用率，但這一研究跟解決霧霾沒(méi)有關(guān)系，其新品種的培育也不需要通過(guò)轉(zhuǎn)基因技術(shù)。

　　粳稻是亞洲栽培稻兩個(gè)主要亞種之一，另一個(gè)亞種是秈稻。前者的食味品質(zhì)好，深受人們喜愛(ài)，但其氮肥利用率低，要想取得與后者一樣的高產(chǎn)，粳稻種植需要投入更多的化肥。

　　中國(guó)科學(xué)院遺傳與發(fā)育生物學(xué)研究所官網(wǎng)信息顯示，全世界每年施用氮肥超過(guò)1.2億噸，氮肥的大量施用不僅增加生產(chǎn)成本，更導(dǎo)致包括氣候變化、土壤酸化及水體富營(yíng)養(yǎng)化等環(huán)境災(zāi)難。氮污染被認(rèn)為是21世紀(jì)人類面臨的最大環(huán)境挑戰(zhàn)之一。

　　儲(chǔ)成才表示，過(guò)剩的氮肥以一氧化氮的形式進(jìn)入大氣，是中國(guó)霧霾的成因之一。如果通過(guò)培育新的品種，降低施肥量，自然會(huì)對(duì)緩解霧霾會(huì)有所幫助，但解決霧霾問(wèn)題是一個(gè)非常復(fù)雜的系統(tǒng)工程，這已不是其團(tuán)隊(duì)的研究范疇。

　　另一方面，不斷增長(zhǎng)的人口對(duì)糧食產(chǎn)量提出了更大需求。如何在減少氮肥施用的同時(shí)提高農(nóng)作物產(chǎn)量？這始終是困擾科學(xué)工作者的一個(gè)難題，而培育高氮肥利用效率的作物新品種是解決這一系列問(wèn)題的關(guān)鍵。

　　從十年前開(kāi)始，儲(chǔ)成才就一直在思考，“秈稻為什么能對(duì)氮高效利用”。隨后，在他的帶領(lǐng)下，研究人員實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，秈稻與粳稻對(duì)氮肥利用效率的差異，在很大程度上是由基因NRT1.1B上的一個(gè)自然點(diǎn)突變所致。

　　研究團(tuán)隊(duì)通過(guò)常規(guī)雜交選育方法將秈稻的這一基因?qū)刖九嘤鲂虏牧稀Ｔ诒本?、上海及長(zhǎng)沙三個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)進(jìn)行的田間試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，在一半施肥條件下，新材料比常規(guī)的粳稻增產(chǎn)30-33%，氮肥利用效率提高30%，在正常施氮肥的條件下，增產(chǎn)8-10%，氮肥利用效率提高約10%。

　　這項(xiàng)研究工作6月8日在線發(fā)表在國(guó)際頂級(jí)學(xué)術(shù)期刊《自然-遺傳學(xué)》（Nature Genetics）上，并被該期刊評(píng)委評(píng)價(jià)為“一個(gè)偉大的發(fā)現(xiàn)”（a great discovery）。

　　此外，儲(chǔ)成才表示，由于秈稻和粳稻同屬一種，在新研究結(jié)果的基礎(chǔ)上，培育“對(duì)氮肥利用效率明顯提高”的粳稻新品種，常規(guī)育種手段輔以分子選擇技術(shù)即可，無(wú)需通過(guò)轉(zhuǎn)基因技術(shù)。

　　對(duì)話儲(chǔ)成才

　　澎湃新聞 NRT1.1B基因是如何發(fā)現(xiàn)的？

　　儲(chǔ)成才 亞洲栽培稻（Oryza sativa L.）分為兩個(gè)主要亞種—粳稻（Japonica）與秈稻（Indica），它們?cè)谛螒B(tài)、發(fā)育與生理等方面都表現(xiàn)出不同的特征。粳稻由于其較強(qiáng)的低溫耐受性在中國(guó)、日本及朝鮮半島等東北亞地區(qū)廣泛種植，由于粳稻比秈稻具有更好的食味品質(zhì)，在中國(guó)的種植面積逐年擴(kuò)大。然而，相比秈稻，粳稻的低氮肥利用效率成為限制其種植面積擴(kuò)大的重要瓶頸。所以我們?cè)谑昵熬鸵恢彼伎既绾握业蕉i稻氮肥高效利用的真正原因，所以通過(guò)秈粳稻的重組自交系和染色體單片段代換系，克隆了這個(gè)基因，發(fā)現(xiàn)秈稻與粳稻氮肥利用效率差異，在很大程度上是由NRT1.1B上的一個(gè)自然點(diǎn)突變所致。

　　澎湃新聞 尋找NRT1.1B基因的目的是什么，是為了解決霧霾問(wèn)題？

　　儲(chǔ)成才 這項(xiàng)工作的目的就是看看能否讓粳稻也有秈稻一樣的氮肥利用效率，跟解決霧霾沒(méi)有關(guān)系。

　　澎湃新聞 距離應(yīng)用還有多遠(yuǎn)，還需要哪些程序，是轉(zhuǎn)基因的育種方法嗎？

　　儲(chǔ)成才 由于秈稻與粳稻氮肥利用效率差異是由一個(gè)自然點(diǎn)突變所致，秈稻和粳稻同屬一種, 育種家可通過(guò)常規(guī)育種手段輔以分子輔助選育就可以實(shí)現(xiàn)，而無(wú)需通過(guò)轉(zhuǎn)基因技術(shù)，因此, 這一發(fā)現(xiàn)在粳稻育種上具有重大應(yīng)用價(jià)值。我們和育種家合作正在開(kāi)展相關(guān)育種工作。

　　澎湃新聞 NRT1.1B新品種能夠幫助緩解中國(guó)的霧霾問(wèn)題嗎，會(huì)對(duì)環(huán)境保護(hù)產(chǎn)生哪些影響？

　　儲(chǔ)成才中國(guó)每年大量施用氮肥，過(guò)剩的氮肥以一氧化氮的形式進(jìn)被排入大氣中，這只是中國(guó)霧霾的成因之一。如果我們通過(guò)培育新的品種降低施肥量，自然對(duì)緩解霧霾會(huì)有所幫助，但解決霧霾問(wèn)題是一個(gè)非常復(fù)雜的系統(tǒng)工程，終究化肥的超量使用只是其中的一個(gè)原因。這些已不是我們的研究范疇。

　　澎湃新聞相對(duì)于常規(guī)育種手段、分子輔助選育的方法，轉(zhuǎn)基因育種更快捷？因?yàn)檗D(zhuǎn)基因安全性是敏感話題，所以育種專家和科學(xué)家都主動(dòng)規(guī)避轉(zhuǎn)基因育種？

　　儲(chǔ)成才從水稻中獲得的“優(yōu)異等位變異”可以直接通過(guò)常規(guī)方法加分子輔助選育去培育新品種。轉(zhuǎn)基因方法對(duì)來(lái)源于跨其他物種間的基因轉(zhuǎn)移會(huì)更快捷。

　　此外，因?yàn)檗D(zhuǎn)基因品種的審定在世界上所有的國(guó)家都要經(jīng)過(guò)相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間的安全性評(píng)估才能進(jìn)入商業(yè)化推廣應(yīng)用，因此，通過(guò)轉(zhuǎn)水稻中的基因到水稻，沒(méi)有任何優(yōu)勢(shì)或快捷而言。秈稻與粳稻氮肥利用效率差異是由一個(gè)自然點(diǎn)突變所致，所以，從應(yīng)用角度根本就沒(méi)必要通過(guò)轉(zhuǎn)基因技術(shù)，不是去回避，而是根本上就不需要。

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