水稻之国的种子奇迹(2)
“除镉”水稻
虽然各地陆续有镉污染事件的报道，但大米重金属镉污染是人们容易忽视的重大食品安全问题。2014年，我国环保与土地部门联合发布了《全国土壤污染状况调查公报》，报告指出镉的点位超标率占7%，远高于其他化学元素。镉被人体吸收后，主要累积在肺、肝、肾等器官中。研究表明，肾脏可吸收进入体内近1/3的镉，是镉中毒的“靶器官”。在2017年国家水稻新品种与新技术展示现场观摩会上，袁隆平院士宣布了一项重大突破—水稻亲本去镉技术。
目前世界上在开发以及应用中的大米除镉技术主要有土壤改造法、镉稻吸收法以及辐照育种法等。此次袁隆平团队开发的水稻亲本去镉技术属于完全不同的技术路线。研究人员发现，不同水稻品种对于镉污染的积累是不同的，各水稻品种对镉吸收积累能力的不同是由于各水稻品种的基因型间的差异。在采访中，袁隆平院士表示：“我们在水稻育种上有了一个突破性技术，可以把亲本中的含镉或者吸镉的基因‘敲掉’，亲本干净了，种子自然就干净了。”亲本除镉技术从根本上改造了水稻，让水稻从容易富集镉的植物变成对镉吸收较少的植物，自然会相应降低水稻稻种中的镉含量。
目前，研究水稻功能基因组学的科学家正在解析控制水稻镉吸收等性状的关键基因。解析成功后，可以将这些科学成果与设计育种思路相结合，培育出一批优质、高产、耐镉的优良水稻新品种。
巨型水稻
“杂交水稻之父”袁隆平一直有两个梦：一是禾下乘凉梦，二是杂交水稻覆盖全球梦。2017年，袁隆平的第一个梦已经成真—“巨型稻”试验取得重大的成功。“巨型稻”最高可达2.25米，普通人只能对其仰望，只有篮球明星姚明敢和它“试比高”，而且这种水稻穗长粒多、种粒饱满，按照现有数据预计，未来可以达到亩产1000千克。此外，“巨型稻”叶片宽大，光合作用充足，能为植株带来充分的营养，还可为鱼类、蛙类等动物遮阴避凉，提供良好的栖息环境，实现与青蛙、鱼、泥鳅等“和谐共处”的生态种养新模式。“巨型稻”茎秆壮实，直径粗约1厘米，抗病、抗倒伏能力强，能有效抵御大风暴雨的袭击。“巨型稻”的培育技术在全球处于领先地位，是水稻技术领域名副其实的“独角兽”，完全实现了袁隆平的“禾下乘凉梦”。在采访中，袁隆平院士还表示：“我现在88岁了，希望在我100岁的时候，能够实现第二个梦……”
分子育种—未来农业的先锋
除了赫赫有名的杂交水稻，当前育种界备受瞩目的“先锋技术”是分子育种，它也被众多专家看成是未来育种的方向。那么，什么是分子育种呢？其实分子育种是一个比较概括的说法，它是多种技术综合的育种方式，包括：利用分子标记辅助育种技术、转基因技术、基因编辑技术和全基因组选择技术。通过分子育种，我们可以定向改造水稻的某些性状，使现有品种更趋完善，是更高效、更精准的水稻新品种培育技术体系。广东省农业科学院水稻研究所所长王丰表示：“分子标记辅助育种是通过寻找与重要农艺性状紧密连锁的DNA分子标记，从基因型水平上实现对目标性状的直接选择，从而加快育种进程，提高育种效率，选育抗病、优质、高产的品种。”
端起一碗米饭，如果能闻到诱人的米香，真是一种幸福的感觉。其实，多数水稻品种原本是没有香味的，但为何目前很多优质米都有香味呢？这是因为水稻中的BAD2基因突变，缺失了8个碱基，导致基因功能的丧失，使产生香味的代谢物质乙烯吡咯啉不能转化，从而累积在稻米中，使得米饭浓香诱人。现在通过分子育种技术，科学家也可以对基因中的碱基进行编辑，从而改变基因的功能。目前，科学家已经可以通过基因编辑的方法，改变BAD2基因的1、2个碱基，使基因的功能失活，从而不必经过复杂的选育过程就可以改变水稻的性状，让无香品种变得清香可口、人见人爱。
“十二五”以来，我国分子育种科学家已标记定位出水稻稻瘟病抗性、耐冷性、耐热性、高收获指数等性状的相关基因(QTL)74个；克隆和功能验证13个与稻瘟病抗性和耐冷性相关基因；通过分子标记辅助选择创建了一批优良的水稻新种质。分子育种可谓是水稻“优生优育”的一大功臣。
改变稻田，改变世界
根据《中国杂交水稻的发展》一书提供的数据，杂交水稻的亩产，从1976年的316千克增长到1988年的443千克，增长了127千克。但到2011年，杂交水稻的亩产达550千克，增长了110千克。杂交水稻产量是否已经接近极限了呢？有了分子育种，是否杂交水稻技术就可以退居科研二线了呢？著名水稻专家颜龙安院士给出了否定答案。他認为，杂交水稻还远未达到它的产量极限。如果能实现两个亚种间的杂交，亩产1000千克是有希望的。未来，新的奇迹可能还会继续发生。
从春风刚刚让万物复苏的改革开放初期，到科技成果丰厚、人民生活水平发生巨大变化的当下，40年过去，无论觥斛交错或是家居日常，一碗米饭依然是中国人一餐的收官。那一颗颗洁白清香的米粒仿佛从未改变，但它们背后的故事越来越精彩。从20世纪60年代的“吃饱”，到80年代的“增收”，再到21世纪的“走向世界”，中国科学家一直在默默努力，他们改变着种子、稻田，也改变着世界。
虽然各地陆续有镉污染事件的报道，但大米重金属镉污染是人们容易忽视的重大食品安全问题。2014年，我国环保与土地部门联合发布了《全国土壤污染状况调查公报》，报告指出镉的点位超标率占7%，远高于其他化学元素。镉被人体吸收后，主要累积在肺、肝、肾等器官中。研究表明，肾脏可吸收进入体内近1/3的镉，是镉中毒的“靶器官”。在2017年国家水稻新品种与新技术展示现场观摩会上，袁隆平院士宣布了一项重大突破—水稻亲本去镉技术。
目前世界上在开发以及应用中的大米除镉技术主要有土壤改造法、镉稻吸收法以及辐照育种法等。此次袁隆平团队开发的水稻亲本去镉技术属于完全不同的技术路线。研究人员发现，不同水稻品种对于镉污染的积累是不同的，各水稻品种对镉吸收积累能力的不同是由于各水稻品种的基因型间的差异。在采访中，袁隆平院士表示：“我们在水稻育种上有了一个突破性技术，可以把亲本中的含镉或者吸镉的基因‘敲掉’，亲本干净了，种子自然就干净了。”亲本除镉技术从根本上改造了水稻，让水稻从容易富集镉的植物变成对镉吸收较少的植物，自然会相应降低水稻稻种中的镉含量。
目前，研究水稻功能基因组学的科学家正在解析控制水稻镉吸收等性状的关键基因。解析成功后，可以将这些科学成果与设计育种思路相结合，培育出一批优质、高产、耐镉的优良水稻新品种。
巨型水稻
“杂交水稻之父”袁隆平一直有两个梦：一是禾下乘凉梦，二是杂交水稻覆盖全球梦。2017年，袁隆平的第一个梦已经成真—“巨型稻”试验取得重大的成功。“巨型稻”最高可达2.25米，普通人只能对其仰望，只有篮球明星姚明敢和它“试比高”，而且这种水稻穗长粒多、种粒饱满，按照现有数据预计，未来可以达到亩产1000千克。此外，“巨型稻”叶片宽大，光合作用充足，能为植株带来充分的营养，还可为鱼类、蛙类等动物遮阴避凉，提供良好的栖息环境，实现与青蛙、鱼、泥鳅等“和谐共处”的生态种养新模式。“巨型稻”茎秆壮实，直径粗约1厘米，抗病、抗倒伏能力强，能有效抵御大风暴雨的袭击。“巨型稻”的培育技术在全球处于领先地位，是水稻技术领域名副其实的“独角兽”，完全实现了袁隆平的“禾下乘凉梦”。在采访中，袁隆平院士还表示：“我现在88岁了，希望在我100岁的时候，能够实现第二个梦……”
分子育种—未来农业的先锋
除了赫赫有名的杂交水稻，当前育种界备受瞩目的“先锋技术”是分子育种，它也被众多专家看成是未来育种的方向。那么，什么是分子育种呢？其实分子育种是一个比较概括的说法，它是多种技术综合的育种方式，包括：利用分子标记辅助育种技术、转基因技术、基因编辑技术和全基因组选择技术。通过分子育种，我们可以定向改造水稻的某些性状，使现有品种更趋完善，是更高效、更精准的水稻新品种培育技术体系。广东省农业科学院水稻研究所所长王丰表示：“分子标记辅助育种是通过寻找与重要农艺性状紧密连锁的DNA分子标记，从基因型水平上实现对目标性状的直接选择，从而加快育种进程，提高育种效率，选育抗病、优质、高产的品种。”
端起一碗米饭，如果能闻到诱人的米香，真是一种幸福的感觉。其实，多数水稻品种原本是没有香味的，但为何目前很多优质米都有香味呢？这是因为水稻中的BAD2基因突变，缺失了8个碱基，导致基因功能的丧失，使产生香味的代谢物质乙烯吡咯啉不能转化，从而累积在稻米中，使得米饭浓香诱人。现在通过分子育种技术，科学家也可以对基因中的碱基进行编辑，从而改变基因的功能。目前，科学家已经可以通过基因编辑的方法，改变BAD2基因的1、2个碱基，使基因的功能失活，从而不必经过复杂的选育过程就可以改变水稻的性状，让无香品种变得清香可口、人见人爱。
“十二五”以来，我国分子育种科学家已标记定位出水稻稻瘟病抗性、耐冷性、耐热性、高收获指数等性状的相关基因(QTL)74个；克隆和功能验证13个与稻瘟病抗性和耐冷性相关基因；通过分子标记辅助选择创建了一批优良的水稻新种质。分子育种可谓是水稻“优生优育”的一大功臣。
改变稻田，改变世界
根据《中国杂交水稻的发展》一书提供的数据，杂交水稻的亩产，从1976年的316千克增长到1988年的443千克，增长了127千克。但到2011年，杂交水稻的亩产达550千克，增长了110千克。杂交水稻产量是否已经接近极限了呢？有了分子育种，是否杂交水稻技术就可以退居科研二线了呢？著名水稻专家颜龙安院士给出了否定答案。他認为，杂交水稻还远未达到它的产量极限。如果能实现两个亚种间的杂交，亩产1000千克是有希望的。未来，新的奇迹可能还会继续发生。
从春风刚刚让万物复苏的改革开放初期，到科技成果丰厚、人民生活水平发生巨大变化的当下，40年过去，无论觥斛交错或是家居日常，一碗米饭依然是中国人一餐的收官。那一颗颗洁白清香的米粒仿佛从未改变，但它们背后的故事越来越精彩。从20世纪60年代的“吃饱”，到80年代的“增收”，再到21世纪的“走向世界”，中国科学家一直在默默努力，他们改变着种子、稻田，也改变着世界。