大米是我國乃至全世界的主要糧食作物之一，其質(zhì)量安全與人類的健康息息相關(guān)。前些年，不少媒體報道過我國南方部分地區(qū)的大米檢出“鎘”超標(biāo)問題。盡管這只是少數(shù)的個例，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”色變并非沒有來由。當(dāng)年日本富山縣發(fā)生的“痛痛病”，就是人體過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，鎘可以通過食物鏈進入人體，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不見硝煙的“大米保衛(wèi)戰(zhàn)”。

　　OsCd1：可影響水稻中鎘積累量的蛋白

　　俗話說“知己知彼，百戰(zhàn)不殆”。想要打贏這場保衛(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隊將不同品種水稻的基因型和籽粒鎘含量進行全基因組關(guān)聯(lián)分析，在水稻3號染色體鑒定到一個參與鎘轉(zhuǎn)運的主要協(xié)助轉(zhuǎn)運蛋白超家族（major facilitator superfamily，MFS）成員——OsCd1。

　　OsCd1是一個主要在水稻根的質(zhì)膜上表達的鎘轉(zhuǎn)運蛋白，這個蛋白可通過調(diào)控水稻對鎘的吸收效率進而影響籽粒中鎘的積累量。

　　“形似而神不似”：OsCd1對秈稻和粳稻的鎘轉(zhuǎn)運能力不同

　　在我國，秈（xiān）稻和粳（jīng）稻是最常見的兩個亞種。

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

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

　　研究團隊更為驚喜地發(fā)現(xiàn)，在秈稻和粳稻兩個亞種中，OsCd1雖“神似”但并不“全形似”。它在兩者間具有一個氨基酸的差異：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）。就是這一個氨基酸的差異，卻導(dǎo)致OsCd1轉(zhuǎn)運能力大不相同：粳稻基因型OsCd1V449的鎘轉(zhuǎn)運能力遠低于秈稻基因型OsCd1D449。

　　置換OsCd1，讓秈稻中的鎘含量降下來

　　這一現(xiàn)象被發(fā)現(xiàn)后，研究人員提出了一個大膽的假設(shè)：高轉(zhuǎn)運能力的基因型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)運能力的OsCd1V449基因型，能否降低秈稻籽粒中的鎘含量？

　　通過雜交的方法，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確實可作為一種有效的武器武裝在秈稻中，應(yīng)用到這場保衛(wèi)戰(zhàn)！

　　“大米保衛(wèi)戰(zhàn)”是一場漫長而持久的戰(zhàn)爭，而OsCd1僅是應(yīng)用到這場戰(zhàn)斗的“低鎘”武器之一。欣喜的是，在科研人員的共同努力下，越來越多的低鎘武器在這場“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“鎘”的戰(zhàn)斗，為老百姓守護好餐桌上那碗“大米飯”。