大米是我國(guó)乃至全世界的主要糧食作物之一，其質(zhì)量安全與人類(lèi)的健康息息相關(guān)。前些年，不少媒體報(bào)道過(guò)我國(guó)南方部分地區(qū)的大米檢出“鎘”超標(biāo)問(wèn)題。盡管這只是少數(shù)的個(gè)例，然而“鎘”風(fēng)波卻仍掀起了不小的波瀾，不少人談“鎘”色變。

　　民眾談“鎘”色變并非沒(méi)有來(lái)由。當(dāng)年日本富山縣發(fā)生的“痛痛病”，就是人體過(guò)量食用鎘大米等食物導(dǎo)致慢性鎘中毒的典型案例。作為一種有毒的重金屬，鎘可以通過(guò)食物鏈進(jìn)入人體，損害人體的腎臟、消化等系統(tǒng)，還可造成骨鈣析出，引起骨質(zhì)疏松、關(guān)節(jié)疼痛等。

　　在以水稻為主糧的南方，秈稻是當(dāng)?shù)氐闹饕�種植品種。相較于粳稻，秈稻本身具有更強(qiáng)的鎘積累能力，這可能是造成稻米可能鎘超標(biāo)的重要原因之一。因此，降低水稻，尤其是秈稻籽粒中的鎘含量，已成為降低“鎘從口入”的關(guān)鍵。

　　“向鎘宣戰(zhàn)” ！為保證糧食安全，科研人員在田間地頭打響了一場(chǎng)不見(jiàn)硝煙的“大米保衛(wèi)戰(zhàn)”。

　　OsCd1：可影響水稻中鎘積累量的蛋白

　　俗話說(shuō)“知己知彼，百戰(zhàn)不殆”。想要打贏這場(chǎng)保衛(wèi)戰(zhàn)，首先要知道水稻是怎樣將鎘積累到籽粒中的。為鑒定籽粒鎘積累相關(guān)基因，中科院植物所的何振艷團(tuán)隊(duì)將不同品種水稻的基因型和籽粒鎘含量進(jìn)行全基因組關(guān)聯(lián)分析，在水稻3號(hào)染色體鑒定到一個(gè)參與鎘轉(zhuǎn)運(yùn)的主要協(xié)助轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白超家族（major facilitator superfamily，MFS）成員——OsCd1。

　　OsCd1是一個(gè)主要在水稻根的質(zhì)膜上表達(dá)的鎘轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白，這個(gè)蛋白可通過(guò)調(diào)控水稻對(duì)鎘的吸收效率進(jìn)而影響籽粒中鎘的積累量。

　　“形似而神不似”：OsCd1對(duì)秈稻和粳稻的鎘轉(zhuǎn)運(yùn)能力不同

　　在我國(guó)，秈（xiān）稻和粳（jīng）稻是最常見(jiàn)的兩個(gè)亞種。

　　秈稻的米粒淀粉粘性較弱，脹性較大，谷粒狹長(zhǎng)，穎毛短稀，葉綠、色較淡，葉面多茸毛，耐肥性較弱，葉片彎長(zhǎng)，株型較松散，并有耐濕、耐熱、耐強(qiáng)光、易落粒和對(duì)稻瘟病抵抗性較強(qiáng)等特征特性。

　　粳稻的米粒淀粉粘性較強(qiáng)，脹性較小，谷粒短圓，穎毛長(zhǎng)密，葉綠、色較濃，葉面較光滑，耐肥性較強(qiáng)，葉片短直，株型緊湊，并有耐寒、耐弱光、不易落粒和對(duì)稻瘟病抵抗性較弱等特征特性。

　　研究團(tuán)隊(duì)更為驚喜地發(fā)現(xiàn)，在秈稻和粳稻兩個(gè)亞種中，OsCd1雖“神似”但并不“全形似”。它在兩者間具有一個(gè)氨基酸的差異：在粳稻中，OsCd1的第449位氨基酸是纈氨酸 （V）；而在秈稻中，第449位氨基酸卻是天冬氨酸（D）。就是這一個(gè)氨基酸的差異，卻導(dǎo)致OsCd1轉(zhuǎn)運(yùn)能力大不相同：粳稻基因型OsCd1V449的鎘轉(zhuǎn)運(yùn)能力遠(yuǎn)低于秈稻基因型OsCd1D449。

　　置換OsCd1，讓秈稻中的鎘含量降下來(lái)

　　這一現(xiàn)象被發(fā)現(xiàn)后，研究人員提出了一個(gè)大膽的假設(shè)：高轉(zhuǎn)運(yùn)能力的基因型OsCd1D449是不是造成秈稻籽粒鎘積累能力偏高的原因之一？如果將秈稻中的OsCd1D449置換成低轉(zhuǎn)運(yùn)能力的OsCd1V449基因型，能否降低秈稻籽粒中的鎘含量？

　　通過(guò)雜交的方法，研究人員將秈稻中的高鎘基因型OsCd1D449置換成了低鎘基因型OsCd1V449。給秈稻裝上“OsCd1V449 ”后，水稻籽粒的鎘含量顯著降低了。OsCd1V449確實(shí)可作為一種有效的武器武裝在秈稻中，應(yīng)用到這場(chǎng)保衛(wèi)戰(zhàn)！

　　“大米保衛(wèi)戰(zhàn)”是一場(chǎng)漫長(zhǎng)而持久的戰(zhàn)爭(zhēng)，而OsCd1僅是應(yīng)用到這場(chǎng)戰(zhàn)斗的“低鎘”武器之一。欣喜的是，在科研人員的共同努力下，越來(lái)越多的低鎘武器在這場(chǎng)“鎘”的反擊戰(zhàn)中被發(fā)現(xiàn)。

　　我們有理由相信，總有一日，我們定能打贏這場(chǎng)“鎘”的戰(zhàn)斗，為老百姓守護(hù)好餐桌上那碗“大米飯”。