研究人员发现抑制镉蓄积的水稻基因

2010-9-14 10:31 来源: 中国科学院
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  日本冈山大学的研究人员日前在美国《国家科学院学报》上报告说,他们发现一种能抑制重金属镉在稻米中蓄积的水稻基因,该基因能把从土壤中吸收的镉封闭在水稻根部细胞内。这一发现为培育难以蓄积镉的水稻品种开辟了道路。

  镉在电镀和电池生产中应用广泛,但如果镉在人体内大量蓄积,会造成骨骼中的钙大量流失,引发骨质疏松、骨骼萎缩和关节疼痛。目前,人体内积蓄的镉很难安全排出,因此防止“镉从口入”十分重要。

  冈山大学资源生物科学研究所的科研人员分析了世界各地的约140个水稻品种,根据它们蓄积镉的难易程度将其分为两类。通过比较这些水稻的基因,研究者发现OsHMA3基因指导合成的蛋白质对于防止镉在稻米中蓄积发挥了关键作用。

  在难以蓄积镉的水稻细胞内,OsHMA3基因合成的蛋白质,主要在根部细胞内负责储存代谢废物的“液泡”中发挥作用。这样,水稻根部吸收的镉会转移到液泡中被隔离起来。而在容易蓄积镉的品种中,OsHMA3基因及其合成的蛋白质却不具备上述功能,从而导致根部吸收的镉最终在稻米中蓄积。

  研究小组认为,如果提高OsHMA3基因的性能,就有可能在镉含量很高的水田中种植水稻。如果将这种基因应用于水稻品种改良,也有望开发出难以蓄积镉的水稻新品种。