哪些大米产地镉超标,镉大米的危害有哪些?
东方网2月15日消息:据《新闻晨报》报道,大米是中国人的主食,最近一则与它相关的新闻引发人们的关注:抽样调查显示,包括华东在内的全国六个地区10%左右的市售大米样品镉超标。镉是一种重金属,长期积累将对人体的骨骼、肾脏造成危害,这让众多关注食品安全的消费者感到担忧。不过专家在接受晨报记者采访时表示,上海市售大米主要来自东北、江苏等地,镉在这些地区的中性土中活性较低。而且粮油便利店、超市等正规渠道的大米经过层层抽检,合格率较高,因此市民不必太担心。
湖南和江西产大米镉超标最严重
“10%左右的市售大米镉超标”,这一调查结果来源于南京农业大学农业资源与生态环境研究所潘根兴教授和他的研究团队在2007年进行的一项研究。研究人员在全国六个地区(华东、东北、华中、西南、华南和华北)县级以上市场随机采购大米样品91个。结果显示,10%左右的样品镉超标。其中,中国稻米重金属污染以南方籼米为主,尤以湖南、江西等省份为烈。这一研究成果后来发表于《安全与环境》杂志上。
镉是一种银白色有光泽的重金属,主要与锌矿、铅锌矿、铜铅锌矿等共生。研究表明,镉主要在肝、肾部积累,并不会自然消失,经过数年甚至数十年慢性积累后,人体将会出现显著的镉中毒症状。镉使人中毒的最通常路径是损坏肾功能,导致人体骨骼生长代谢受阻,从而引发骨骼的各种病变。上世纪60年代日本富山县神通川流域出现的骨痛病,就与镉污染有关,影响人群达数百人。
潘根兴昨天在接受晨报记者采访时说,我国湖南、江西等南方地区稻米出现镉超标,主要是由于土壤被当地矿山废水污染,有的是受当地化工厂污水排放影响。与此同时,镉污染具有相当大的不可逆性,土壤一旦被污染,即便经过多年,对农作物的影响也可能延续很长一段时间。“生菜是吸收镉最厉害的作物,而水稻是对镉吸收最强的谷类作物,仅次于生菜。”潘根兴说:“生菜一般都生长在大棚里,相比之下,生长在野外的水稻更容易被重金属污染。”此外,独特的饮食习惯导致大米重金属污染在中国更为突出。
镉超标稻谷的立案标准?
根据中国国家标准《食品安全国家标准 镉在食品中的最大残留限量》(GB 2762-2017),稻谷中镉的最大残留限量为0.2毫克/千克。当稻谷中镉超过这个限量时,可以立案调查,进行进一步的食品安全检测和处理措施,以保障公众的食品安全。
根据GB2762-2012食品中污染物限量,谷物的镉残留小于0.2毫克每公斤。过去GB2715-2005,稻谷、豆类是0.2。因此,镉超标稻谷的立案标准是不超过0.2毫克每公斤。
袁隆平宣布水稻亲本去镉技术获突破,这个基因技术和转基因有哪些区别?
目前不知是靠生物技术还是传统水稻材料选育的。如果是靠生物技术,那也许是采用基因敲除技术去掉或改变了与水稻中镉吸收和积累有关的基因;如果采用的是常规方法,那就是从目前的育种材料中筛选出低富集镉的材料,再依靠这些材料杂交选育出新品种。以袁的性格和学术技术背景,极有可能是后者!
目前已经知道袁隆平去镉技术水稻是通过基因编辑技术caispr/cas9获得的,因此只要比较caispr/cas9基因编辑技术与转基因技术之间的区别就行了。
首先说相同点,两者都属于GMO(genetically modified organism),GMO在国内之前一直被翻译为转基因生物,但是其真实含义为基因调整改进的生物,是在基因水平对生物进行定向改造,这是与传统育种方法的主要差别,传统诱变方法育种都是不定向的。而无论是caispr/cas9基因编辑还是转基因技术,基因操作的目的性都非常强,你可以预测你的品种改良后的形状。
关于差别,caispr/cas9基因编辑是利用cas9在原物种基因组的基础上进行编辑,caispr/cas9基因编辑系统是根据微生物免疫系统发展起来的技术,植物中本身没有,因此前提需要将一套caispr/cas9基因编辑工具通过转基因技术转到水稻基因组中,然后通过人为设计的guide RNA指导cas9酶对镉运输吸收的基因进行编辑,将其功能失活,编辑过程就不详述。在对目的基因完成基因编辑后,可以通过自交产生的基因分离得到不含有转基因caispr/cas9编辑工具的子代,因此最后得到的水稻基因组跟最初的基因组差别只在于编辑位点的编辑结果,如下图。虽然过程中也会有外源基因的插入,但是得到的最终品种没有外源基因。此外,基因编辑技术目前有一个弱点就是脱靶效应,可能对非目的基因位点发生编辑,目前没有完美的解决方法。
传统转基因技术,在植物中一般都是农杆菌介导的,直接将外源基因整合到植物染色体上,这种整合也是随机的。外源基因可以来自别的生物,也可以来自自身物种。目前抗除草剂草丁磷大豆品种的外源基因是一个来自链霉菌的bar基因,抗虫品种的外源基因是Bt苏云金芽孢杆菌毒蛋白基因。黄金大米转的是玉米的psy基因和欧文氏菌的crti基因。转基因技术的一个重要优点是可以通过一个基因的转入获得本身物种不具备的性状,如抗虫。这种性状如果利用基因编辑技术在水稻基因组本身编辑的话无论怎样编辑都是无法得到的。相比caispr/cas9基因编辑,转基因转入的外源基因必须保留在基因组,且插入是随机的,但是可以通过技术确认插入位点。
为什么袁老要研究去镉水稻?
不知道大家是否清楚袁老为啥要研究这个去镉水稻?没错,因为镉污染。
镉在自然界含量极低,对人体没有健康风险。但在镉污染环境里,镉可以生物体内富集,并通过食物链进入人体,形成镉硫蛋白并选择性地蓄积肾脏等器官中,引起慢性中毒。镉在现代化工业中是被广泛使用的重金属材料,如电镀、化工、电子、原子能、电池等,通过废气、废水、废渣排入环境。排入环境中的镉,大约80%到90%会留在土壤中,如果在存在镉污染的土壤里种植水稻,就会使镉进一步富集并进入食物链中。
中国的镉污染,其实还是比较严重的,中国存在镉污染的耕地约1.8亿亩(约10%),超标严重的地区耕地含镉量甚至超标26倍。黄河水系、淮河干流、滦河的镉超标率都在16%以上。下面是中国的大米镉污染地图。
偏偏中国人爱吃的水稻又是对镉吸收最强的谷类作物(美国农业部的研究表明,水稻是对镉吸收最强的大宗谷类作物,其籽粒镉水平仅次于生菜叶子)。农业上比较爱用的磷肥,有不少也含有一定量的镉。2002年,农业部曾对全国市场稻米进行安全性抽检,结果显示稻米中镉超标率为10.3%。南京农大潘根兴教授在全国六个地区县级以上市场随机采购大米样品91个进行检测,结果也同样表明:10%左右的市售大米镉超标。中山大学2010年研究则显示,抽取的21个水稻品种镉和铅超标率分别达100%和71%。镉在人体可以潜伏和累积达30年,所以即便含量超标,人也不会立刻出现明显的症状,非常隐蔽。袁老之所以格外关心镉污染问题,不仅仅是因为他作为杂交水稻专家的责任感,还有另一个重要理由。那就是,相比于常规水稻,袁老研发的超级稻吸收镉能力也是超级的。诱变杂交等育种手段培育超级稻的过程中,袁老主要选择培育的是对产量有利的优良基因。但在这个过程中,富集镉的作用也被强化了。也就是说,杂交稻、超级稻的镉超标的风险比普通水稻更为严重。专家们采集了能代表南方水稻种植的中性土壤乌栅土,还在一部分土壤里特意添加了镉元素,结果发现,在未加镉的土壤中,超级稻对镉的亲和力是常规稻的2.4倍,其籽粒中镉的含量是普通杂交稻的1倍多。而在添加了镉的土壤中,两种土壤中籽粒含镉量都明显增加,分别是未添加镉土壤的5到6倍。也就是说,在杂交水稻日益推广和普及的今天,镉污染产生的后果可能更加严重。很多时候,绝大多数降低水稻镉吸收的常规办法,往往是会带来一些副作用的,比如产量下降。所以,袁老当然希望能彻底解决这个问题,自己的超级稻产量、质量双双最优。
水稻镉吸收的原理是什么?
土壤中的镉被水稻根系吸收并最终在稻米中累积包括三个阶段:(1)根系对镉的活化和吸收;(2)木质部的装载和定向运输;(3)经节间韧皮部富集到水稻籽粒中。水稻对镉吸收、转运和积累的特殊生理模式,决定了水稻各部位中镉含量的基本分布规律是根系>茎叶>籽粒,其中根系的镉含量是茎叶的100倍、糙米的1000倍。
上面几个过程里,每个过程都有一些基因参与对镉离子的吸收与运输,通过各种蛋白对其进行调控与表达。比如参与根系表皮外皮的蛋白表达的OsNRAMP5就是一个与镉的根系吸收与活化有关的基因。可惜,很多研究表明OsNRAMP5基因的缺失同时会造成水稻生长和产量显著降低。再比如,转运蛋白基因 OsHMA3就可以将根细胞的镉,隔离在液泡中,从而减少镉向木质部转移,而且不会影响其他金属离子。还有影响韧皮部蛋白表达的基因OsLCT1,如果基因缺失,木质部介导的镉离子运输不受影响,但韧皮部介导的C镉离子运输却大幅减少。
所以,理论上,如果能把类似OsHMA3、OsLCT1这样的基因敲除(OsNRAMP5就不太合适,会降低产量),就有可能大大降低稻米中镉的含量。当然,还要研究敲除基因后,对水稻有无其他不良影响。
袁老的去镉水稻是怎么研制的?
袁隆平去镉水稻的细节没有公布,只能根据情况猜测。看过一段袁老接受采访的视频,他说在实验田里根据镉含量分出好多品种,最高与最低相差2000多倍(凭记忆写的,可能不准)。镉含量不同的多个品种共存,应该是采用杂交育种的方式。这种方法安全,但效率低。
基因工程去除吸收镉的基因也是可行的。相当于人工诱导基因变异,使吸收镉的基因失去作用。这种方法效率高,但是每次只产生一个品种,不应该产生多个品种。这种方法总体来说是很安全的。只有很小的几率会产生新的蛋白,新的蛋白只有极小几率对人体有害。这种极其微小的有害概率与镉污染造成的损害相比,可以忽略不计。
不论采用什么方式,袁老培育出来的水稻,只要他说安全,我就吃。吃死算我自己的。
从水稻基因链中删除某一个特定“基因”并非一般人所想的那样,用“剪刀”或“刀子”删除即可。本身删除的方法或媒介就是技术的关键。一般情况下,必须借用“外源基因”的介入方可有效地删除特定“基因”。
接着上面的回答,杂交只能在同物种间进行,并不是A+B就能等于AB,有时反而A和B都没了,却出了C,有时虽然出了AB却没有繁殖能力,比如骡子,狮虎。但无论怎么配都不可能出马和鸟的产物。而转基因技术却能定向的改变某个基因,获得直接的结果。但是,就像给汽车换发动机,你得把与车架,变速箱,油管,进气,行车电脑等接口都接好才能动起来。让马或人飞起来还有漫长的路,但那是未来的方向。顺便吐槽,把投向中医的钱投到基因工程吧,将人变成神就在基因工程。
镉污染并不一定只存在工业社会,许多重金属、放射、生物污染自然界本身就存在!我们现代环保技术也只能最大限度的减少工业生产而产生的各类污染。比如农业的农家肥中的生物污染(寄生虫、细菌等微生物)除了化学、生物技术方法是难防治的。再有自然界的动物造成的生物污染、天然矿物产生的重金属和化学物质污染人类还只能“躲”。如天然花岗石和部分地区的土壤存在不同等级放射污染就比人造放射污染多很多。天然水中矿物、生物污染就很平常,所以在人类技术开始发展时就大量采用“自来水”。就是把天然不那么卫生的水人为处理后保证卫生。天然水中即在人到达不了地方也从未有过人类污染的地方也只有少数水是可以达到现在卫生标准的直接饮用。转基因技术用在现代农业是现代生物技术的方向,相信专业的科学家是正确的。任何技术都有多面性,各种病毒细菌、分离、培养、复制技术的发明、X射线的发明、核裂变的发明都有各种千奇百怪的推论和担心,但科学家这个群体守住了这些技术应用的底线。今天的转基因技是人类认识生命发展史上的重要一步,要相信科学家这个群体并不是商人、发疯的政客。他们可以为科学发现献生,他们也会为人类的安全微不犹豫的献生。那种投机者在顶级的科学家中还没有发现过。相信科学家的人格、底线比听一些人的鼓噪要可靠得多!踏实得多!这是一个老了的化学工科生的生活体验。
水稻低镉品种有哪些?
有莲两优1号(低镉臻两优8612)、莲两优100、韶香100、中安早7号、中安早17号、中安早35、中安2号、安优1号、安优2号、安两优2号、清莲丝苗、清莲丝占、西子4号,西子5号,西子11号、DY3等低镉水稻品种在多点试验示范。
为什么长江中下游地区水稻镉含量超标严重?
镉大米的原因比较多,它既是环境保护、土壤污染防治层面上的监管不达标,也是食品安全保障、市场秩序维护层面上的监管不达标。一方面,采矿企业“几乎没有环保设施”,重金属排污被放任自流地进入土壤农田;另一方面,被重金属严重污染的土地继续种植大米,农民没有收到任何来自政府方面的种植禁令。最后,重金属超标的大米进入市场交易。
镉污染大部分来自开矿,工业排放的镉不是很多,主要来自冶炼厂。采矿和冶炼会导致土壤镉污染,此外,一些肥料中也含有重金属镉。即使冶炼厂距离远,其排放的废气扩散后也可能随降雨落到农田中。虽然2013年工厂的重金属排放标准较严格,也不排除是当地因多年来工业生产历史,加上管理不善等原因累计造成的镉污染。要寻找稻米镉超标的原因,还需对当地大气、水和土壤都进行检测。
土壤关系着食用大米的品质,水稻自身的独特的“基因”,也影响着水稻米粒吸收土壤中特殊物质的能力,而其中稻米对于镉污染的吸附作用明显强于玉米、大豆等其他的作物品种。
水稻水育秧法根扎的浅怎么办?
水稻水育秧法,秧苗经常处在水淹的状态下,通气条件不佳,因此根系发育不良,苗体不健壮、分蘖弱;而湿润育秧,是介于水育秧和旱育秧之间的一种育秧方式,在秧苗扎根立苗后实行间歇灌水,以湿润为主,很好地调节了土壤中水气矛盾,有利于出苗扎根。俗话说“旱生根,湿长苗”,若水稻水育秧法秧苗根扎的浅,可将水淹状态改为间歇灌水,以湿润为主的水分管理方式,能促进水稻根系生长,根扎的深。
建议使用生根剂产品,适时追施一些肥料,补充水稻秧苗所需营养,促进根系快速发育,使水稻根长、根白、根多,提高根系活力,有利于培育壮苗。
最后,水育秧是传统育秧方法,在生产上已经不提倡了,建议下季育秧采用湿润育秧(塑料薄膜保温育秧)或旱育秧,能很好地通过水分管理来促进和控制育秧生长,提高秧苗的素质,有利于获得高产。
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水育秧
整个育秧期间,秧田以淹水管理为主的育秧方法,对利用水层保温防寒和防除秧苗杂草有一定作用,且易拔秧,伤苗少,盐碱地秧田淹水,有防盐护苗的作用,但长期淹水,土壤氧气不足,秧苗易徒长及影响秧根下扎,秧苗素质差。
这种方法目前已很少采用,特别是我国从20世纪50年代开始推广半旱育秧,逐步代替了传统的水育秧,成为水稻栽培的基本育秧方法。
2、湿润育秧
半旱育秧
介于水育秧和旱育秧之间的一种育秧方法,其特点是在播种后至秧苗扎根立苗前,秧田保持土壤湿润通气,以利根系发育,在扎根立苗后,采取浅水勤灌相结合排水晾田,20世纪50年代以后湿润育秧逐步代替了传统的水育秧,成为水稻育秧的基本方法。
在此基础上发展了两段育秧,即把秧苗培育分成两个阶段:第一段小苗阶段和第二段寄秧阶段,以培育壮秧,并可适当迟栽。
3、旱育秧
旱育秧
整个育秧过程中只保持土壤湿润的育秧方法,旱育秧通常在旱地进行,秧田采用旱耕旱整,秧田通气性好,秧苗根系发达,插后不易败苗,成活返青快。