無機砷毒性機制及其緩解策略提升稻米安全品質

2021-01-14 生物谷

 

近日，中國水稻研究所水稻品質遺傳改良創新團隊在Journal of Hazardous Materials雜誌在線發表了題為「Inorganic Arsenic Toxicityand Alleviation Strategies in Rice」的評述性文章，為水稻低砷積累種質創製與分子設計育種、低砷稻米安全生產技術集成應用等稻米安全品質方面提供了重要的理論依據。

砷（As）是廣泛分布於自然界、在食物鏈中常見的具有金屬性質的有害類金屬元素，由於其解毒方法與重金屬類似，因此在環境汙染歸類中將砷作為重金屬元素，是俗稱的「五毒（鉛、汞、鎘、鉻、砷）」之一，慢性砷中毒可引起皮膚病變、神經、消化和心血管系統障礙等。單質砷無毒性，而砷化合物均有毒性。按砷化合物性質可分為無機砷（iAs）和有機砷（oAs），無機砷毒性強於有機砷，三價砷[As（III）]毒性強於五價砷[As（V）]，而土壤中砷的形態主要以As（V）和As（III）的無機形式存在。在水稻中砷（尤其是無機砷）的過度積累，對大米消費人群構成了潛在的健康風險。已有研究表明，水稻中積累的無機砷含量遠高於其他穀類作物，大米中無機砷含量極顯著高於有機砷。

研究系統總結了水稻中無機砷吸收、代謝及解毒的分子機制及關鍵功能基因，概述了土壤pH值、氧化還原電位、土壤微生物群落組成及活性、礦質元素種類和有機質含量等生物和非生物因素對稻田中砷形態和遷移能力的影響，闡述了目前水稻中使用的砷解毒或低砷積累技術方法及其存在的問題，最後，綜合生物技術、納米技術和大田栽培管理措施等提出了砷低積累稻米安全生產技術要素。

相關研究得到了國家自然科學基金、轉基因生物新品種培育重大專項、中國農科院創新工程、中國水稻研究所重點研發計劃等項目共同資助。優質稻育種課題組研究生Amos Musyoki Mawia、惠索禎和周亮為論文第一作者，胡培松院士為通訊作者，胡時開副研究員和羅炬研究員為共同通訊作者。(生物谷Bioon.com）

 

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