新華網北京11月29日電 近年來，伴隨著農業供給側結構性改革對綠色種業提出的新要求，農作物的純淨度越發受到關注，特別是在許多土壤汙染較重的地區，如何避免汙染元素在作物中的代際傳播，是育種家必須考慮的問題。日前，湖南省農業科學院通過基因組編輯技術與水稻雜種優勢，利用技術的集成創新，在國際上率先研創出低鎘雜交水稻及相應技術體系（水稻親本去鎘技術），將扭轉我國部分農作物重金屬含量超標的趨勢。
那麼，水稻親本去鎘技術原理是怎樣的？研發難點是什麼？對此，湖南省農業科學院專業人員為我們做出解答。
問：在親本去鎘技術出現前，如何解決水稻含鎘問題？
答：針對稻米鎘汙染，此前主要有「淨源」、「失活」、「減量」、「低吸」四種技術或者將這些技術集成解決稻米鎘超標問題，例如，「VIP綜合治理策略」，V（Variety）表示種植低鎘水稻，I（Irrigation）表示淹水灌溉，P（pH值）表示施用石灰調節土壤pH值等農藝措施。淨化改良土壤可以從本質上解決這個問題，但成本高、周期長，因此，培育、栽培低鎘品種是相對直接、經濟的途徑。
問：親本去鎘技術原理是什麼？
答：通過基因組編輯技術，定點突變水稻吸收鎘的關鍵基因，從而有效阻斷水稻對鎘的吸收，降低水稻植株的鎘含量。目前，水稻吸收鎘的主效基因已被挖掘，以它作為靶標基因，通過轉基因技術導入可使該基因突變的外源基因及靶標基因發生定點突變。因為外源基因與靶標基因在基因組的位置不同，在突變後的水稻群體中，可篩選到不含外源基因的突變單株。親本去鎘技術利用了轉基因技術，但獲得的低鎘水稻已剔除所有的外源基因，因此不含任何轉基因成分。
問：低鎘水稻在降低鎘吸收後，是否會影響其它元素的吸收？
答：由於鎘不是植物必需的礦質元素，一般認為水稻並沒有特異性吸收鎘的基因，而是通過吸收錳等必需礦質元素的通道順帶把鎘吸收進根系。低鎘水稻在降低鎘吸收的同時，會影響到錳的吸收。錳是植物必需的微量元素，維持水稻正常生長不需要大量的錳。由於水稻全生育期有大量時間處於淹水種植狀態，在這種土壤條件下有效態錳含量高，一般種植條件下水稻的錳含量遠遠超過其正常生長發育的需求，並且水稻會進化出一系列的機制來解除體內高錳含量帶來的毒害效應。因此即使低鎘水稻的錳含量大大降低，在正常栽培條件下，也不會影響其生長和產量，且在稻米中有一定含量的錳元素。
問：低鎘雜交水稻在研發過程中遇到的技術難點主要是什麼？
答：此前國內外科學家普遍認為因為鎘不是水稻生長需要的元素，沒有吸收鎘的專門通道；稻米鎘的積累經由鎘的吸收、運輸與積累等複雜過程，涉及許多基因；即便發現有吸收鎘的主效基因，但降鎘的同時對產量構成重要影響，因此對培育出低鎘雜交水稻存在很多疑惑。在研創出「低鎘水稻」及其技術以前，培育高鎘汙染大田產出的稻米鎘含量依然低於國家標準的雜交水稻品種，一直是育種界沒能突破的一個技術難題。
註：國家水稻雜交水稻工程技術研究中心提供有關資料