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科学家找到水稻降砷解毒“阀门”

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发布时间:2018-08-16 01:07:38

科技日报记者 张晔 通讯员 陈洁 王亦凡

吃大米有可能摄入砷?这不是耸人听闻。记者16日从南京农业大学获悉,该校赵方杰教授团队发现一种通过调控水稻水通道蛋白NIP1;1和NIP3;3的作用机制,来降低水稻中有毒元素砷含量的新方法。该成果发表在线发表在《新植物学家》。

砷的化合物通常都有毒,砒霜就是三氧化二砷。所有土壤都含有一定量的砷,有些是土壤自然形成的,有些是人为污染带来的。赵方杰告诉记者,水稻对砷有较强的吸收能力,稻米是我国及亚洲人无机砷摄入的最主要来源,目前我国部分地区的稻米无机砷含量超标,对食用者健康有潜在风险,降低水稻砷积累对农产品质量安全具有重要意义。

砷是怎么进入水稻并发挥作用的呢?赵方杰介绍说,在传统的稻田淹水还原的耕种条件下,土壤中砷就会还原为三价的亚砷酸,有效性大幅度升高,成为容易被水稻吸收的化学形态。三价砷通过硅的转运蛋白Lsi1和Lsi2被水稻根系吸收。Lsi1和Lsi2就像一组勤快的“运输队”,将硅和三价砷同时从水稻的根部外层细胞向中心的部位运输,就像是水泵将水从低处向高处的“大坝”输送。以往的研究大多通过突变Lsi1或者Lsi2基因能降低水稻中的三价砷含量,但这种方法也会降低水稻中硅的含量, 球阀,导致水稻减产。

研究人员发现,水稻水通道蛋白NIP1;1和NIP3;3均具有运输三价砷的能力,同时对硅的运输能力较弱。研究人员通过对这两种蛋白的基因进行遗传操作,在三价砷和硅被运输到“大坝”的过程中,打开了另一扇“泄洪”阀门,使得三价砷通过这扇阀门单独排出,达到“降砷”的目的,同时对水稻中硅含量和产量没有显著影响。
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