无机砷毒性机制及其缓解策略提升稻米安全品质

近日，中国水稻研究所水稻品质遗传改良创新团队在Journal of Hazardous Materials杂志在线发表了题为“Inorganic Arsenic Toxicityand Alleviation Strategies in Rice”的评述性文章，为水稻低砷积累种质创制与分子设计育种、低砷稻米安全生产技术集成应用等稻米安全品质方面提供了重要的理论依据。

砷（As）是广泛分布于自然界、在食物链中常见的具有金属性质的有害类金属元素，由于其解毒方法与重金属类似，因此在环境污染归类中将砷作为重金属元素，是俗称的“五毒（铅、汞、镉、铬、砷）”之一，慢性砷中毒可引起皮肤病变、神经、消化和心血管系统障碍等。单质砷无毒性，而砷化合物均有毒性。按砷化合物性质可分为无机砷（iAs）和有机砷（oAs），无机砷毒性强于有机砷，三价砷[As（III）]毒性强于五价砷[As（V）]，而土壤中砷的形态主要以As（V）和As（III）的无机形式存在。在水稻中砷（尤其是无机砷）的过度积累，对大米消费人群构成了潜在的健康风险。已有研究表明，水稻中积累的无机砷含量远高于其他谷类作物，大米中无机砷含量极显着高于有机砷。

研究系统总结了水稻中无机砷吸收、代谢及解毒的分子机制及关键功能基因，概述了土壤pH值、氧化还原电位、土壤微生物群落组成及活性、矿质元素种类和有机质含量等生物和非生物因素对稻田中砷形态和迁移能力的影响，阐述了目前水稻中使用的砷解毒或低砷积累技术方法及其存在的问题，最后，综合生物技术、纳米技术和大田栽培管理措施等提出了砷低积累稻米安全生产技术要素。

相关研究得到了国家自然科学基金、转基因生物新品种培育重大专项、中国农科院创新工程、中国水稻研究所重点研发计划等项目共同资助。优质稻育种课题组研究生Amos Musyoki Mawia、惠索祯和周亮为论文第一作者，胡培松院士为通讯作者，胡时开副研究员和罗炬研究员为共同通讯作者。(生物谷Bioon.com）