更有效地運(yùn)輸微量營養(yǎng)素
ETH研究人員對一種主要的水稻品種進(jìn)行了基因改造,使其在用鐵和鋅富集其谷物方面非常有效。
由蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院分子植物生物學(xué)研究所的Navreet Bhullar領(lǐng)導(dǎo)的研究小組對轉(zhuǎn)基因種植最常見的水稻品種進(jìn)行了基因改造。優(yōu)于原始品種的優(yōu)點(diǎn)是這些植物更好地調(diào)動(dòng)其鋅和鐵的細(xì)胞儲存并沉積在米粒的白色部分(稱為胚乳)中。這意味著微量營養(yǎng)素在那里被運(yùn)輸和集中。ETH研究人員首先探索了鐵和鋅的細(xì)胞運(yùn)輸機(jī)制的這一方面,以豐富水稻的微量營養(yǎng)素。
為了實(shí)現(xiàn)這種豐富,Bhullar和她的團(tuán)隊(duì)將一種表達(dá)三種其他基因組合的遺傳構(gòu)建體整合到水稻植物中。這些基因中的一個(gè)促進(jìn)了植物液泡中儲存的鐵的動(dòng)員,另一個(gè)編碼了鐵儲存蛋白質(zhì)鐵蛋白,第三個(gè)促進(jìn)了根部對鐵和鋅的有效吸收。
去年,同一個(gè)研究小組建立了一個(gè)概念證明,將三種營養(yǎng)相關(guān)性狀結(jié)合在一個(gè)水稻品系中,即鐵,鋅和β-胡蘿卜素在水稻籽粒中同時(shí)增加。
實(shí)現(xiàn)了高水平的微量營養(yǎng)素
根據(jù)國際農(nóng)業(yè)研究磋商小組(CGIAR)的建議,需要在拋光谷物中加入15μg/ g干重(DW)鐵和28μg/ g DW鋅,以提供30%的膳食估計(jì)平均需要量(EAR)。在最新的研究中,ETH研究人員開發(fā)的水稻品系的鐵含量超過建議鐵含量的90%以上,而米粒中鋅含量的推薦含量高達(dá)170%。
到目前為止,這些植物已經(jīng)在實(shí)驗(yàn)室和溫室條件下進(jìn)行了測試,還有待測試它們是否在野外條件下表現(xiàn)相似。預(yù)計(jì)新線路將在不久的將來在現(xiàn)場試驗(yàn)中進(jìn)行測試。
“首先,我們必須確認(rèn)在田間條件下,植物在谷物中保持相似水平的鋅和鐵。一旦我們這樣做,我們應(yīng)該評估這些增加的營養(yǎng)素對人類的生物利用度。這些修改可能需要數(shù)年時(shí)間。大米品種可能會(huì)向公眾開放,“Bhullar說。
營養(yǎng)豐富的完美目標(biāo)
大米是地球上一半人的主食。通常,只吃拋光的米粒。不幸的是,種植最廣泛的水稻品種只含有一小部分或完全缺乏谷物中的許多重要營養(yǎng)素。大多數(shù)商業(yè)育種的水稻品種在胚乳中僅含有約2μg/ g鐵。這解釋了為什么微量營養(yǎng)素缺乏在大米占每日卡路里主要份額的國家很常見。
近16十億人在世界上受貧血癥的影響,到鐵缺鐵性貧血顯著貢獻(xiàn)和缺鋅也有報(bào)道影響到世界人口的三分之一。缺鐵會(huì)導(dǎo)致貧血和缺鋅等免疫系統(tǒng)受損。因此,水稻生物強(qiáng)化是一種可持續(xù)的方法,可以改善全球受影響人群的健康狀況。
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