富鋅水稻研究進(jìn)展【文獻(xiàn)綜述】

1、<p><b>　　畢業(yè)論文文獻(xiàn)綜述</b></p><p><b>　　生物工程</b></p><p><b>　　富鋅水稻研究進(jìn)展</b></p><p>　　摘要：本文從富鋅水稻研究的背景出發(fā)，簡(jiǎn)述了鋅對(duì)人類健康的重要性，強(qiáng)調(diào)了研究富鋅水稻對(duì)人類的意義。同時(shí)對(duì)目前國(guó)內(nèi)外富鋅水稻研究取

2、得的進(jìn)展作了簡(jiǎn)要的綜述，并進(jìn)行了初步的展望。</p><p>　　關(guān)鍵詞：鋅；水稻；育種；生物有效性</p><p>　　目前世界上40%以上的人口受鋅、鐵、維生素等微營(yíng)養(yǎng)缺乏得影響，并且這一趨勢(shì)在不斷加劇，故微營(yíng)養(yǎng)已成為影響人類健康的重要因素[1]。據(jù)統(tǒng)計(jì)，全球每年有近80萬(wàn)兒童因缺鋅而致死,給個(gè)人、家庭和國(guó)家均帶來(lái)沉重的精神和經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)[2]。然而，中國(guó)是受微營(yíng)養(yǎng)元素缺乏最為嚴(yán)重的國(guó)家之

3、一。如何解決人們尤其是兒童缺乏鋅而導(dǎo)致疾病是當(dāng)前一個(gè)迫切的問(wèn)題。為克服與解決微營(yíng)養(yǎng)缺乏的問(wèn)題主要采用以下3種方法：藥劑補(bǔ)充；強(qiáng)化食品；飲食多樣化。但是這些方法都存在著一定的局限性，如成本高，費(fèi)用大，個(gè)人嗜好等原因難以實(shí)現(xiàn)。但是對(duì)于一個(gè)人口龐大的一個(gè)發(fā)展中國(guó)家來(lái)說(shuō)仍是難以有效實(shí)現(xiàn)。由于微營(yíng)養(yǎng)在自然界中廣泛存在，但人體不能自身合成，必須在膳食中獲得。</p><p>　　水稻是世界上主要的糧食作物之一[3]，也是我國(guó)

4、最重要的糧食作物。我國(guó)是世界上100多個(gè)稻米生產(chǎn)國(guó)的“稻米王國(guó)”，稻米耕作面積約占世界稻作總面積的1/4，占全國(guó)糧食播種面積的1/3，而產(chǎn)量則約為世界上稻谷總產(chǎn)量的37%，近全國(guó)糧食總產(chǎn)量的45%。水稻生產(chǎn)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中占有十分重要的地位[4]。因此，開(kāi)展富鋅水稻遺傳育種對(duì)改善和解決鋅缺乏非常重要，尤其是對(duì)于以水稻為主食的中國(guó)來(lái)說(shuō)意義更大。通過(guò)從主食中獲得人類缺乏的人體必需微營(yíng)養(yǎng)素是一條最經(jīng)濟(jì)可行的措施。近年來(lái)，很多科學(xué)家都著力于研究通過(guò)

5、遺傳育種提高水稻中的鋅含量，以及對(duì)富鋅水稻進(jìn)行生理生化特性及機(jī)理的研究。本文主要簡(jiǎn)述了鋅對(duì)人類的健康以及富鋅水稻的研究進(jìn)展和未來(lái)需解決的問(wèn)題。</p><p><b>　　1 研究背景</b></p><p>　　鋅是動(dòng)植物與人類正常生長(zhǎng)發(fā)育的必需的微量元素之一，它與多種酶的生物活性有關(guān)，能催化人體內(nèi)許多生化反應(yīng)的進(jìn)行。目前，人體缺鋅病例已在世界各地相繼被發(fā)現(xiàn)，這一趨

6、勢(shì)在不斷地加劇。大量研究證明鋅在人體生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程中發(fā)揮重要的生理功能及營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，從生殖細(xì)胞到生長(zhǎng)發(fā)育，從思維中心的大腦到人體的第一道防線皮膚，都有鋅的功勛，因此有人把鋅譽(yù)為“生命的火花”。因此，鋅對(duì)人類的健康和生長(zhǎng)發(fā)育有著重要的作用。鋅不僅是人體必需營(yíng)養(yǎng)元素，而且也是人類最易缺乏的Zn、Fe、VA這3種微量營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)之一[5]。這些疾病包括：糖尿病、高血壓、生殖器、侏儒癥、和第二性癥發(fā)育不全、男性不育等。缺鋅還會(huì)降低食欲、影響神經(jīng)系統(tǒng)引起

7、智力缺陷以及降低人的免疫力。鋅缺乏癥在各種人群中均較普遍，但在兒童中的表現(xiàn)突出，如學(xué)齡前兒童缺鋅率高達(dá)40%~70%[6]。通常在鋅缺乏的兒童中，邊緣性或亞臨床鋅缺乏較多，其中部分兒童長(zhǎng)期處于一種輕度的、潛在不易被察覺(jué)的鋅缺乏狀態(tài)，使其成為“亞健康兒童”。即使他們沒(méi)有明顯的臨床癥狀，但機(jī)體免疫力與抗病能力下降，身體發(fā)育及學(xué)習(xí)記憶能力落后于健康兒童[7-10]。</p><p>　　2 富鋅水稻研究進(jìn)展</p

8、><p>　　目前水稻富鋅育種主要是從提高鋅含量和鋅的生物有效性這兩個(gè)方面進(jìn)行。</p><p>　　2.1 提高水稻的鋅含量</p><p>　　一個(gè)有效方法是培育富含高鋅的新品種。安徽省農(nóng)業(yè)科學(xué)院水稻所從IRRI引進(jìn)的水稻種質(zhì)中篩選了2個(gè)富鐵、富鋅種質(zhì)，分別IR41994-502-2-1-3(S1)和IR68144-213-2-2-3(S5)，S1的鐵、鋅含量分別達(dá)

9、到了41.86和253.29mg/kg，S5的鐵、鋅含量分別達(dá)到了36.28 和352.61mg/kg[11]。宋文昌[12]研究發(fā)現(xiàn)黑米中含鋅量高達(dá)109.7mg/kg，比普通大米高2~4倍。稻米中的鋅含量主要是受遺傳控制，但也有報(bào)導(dǎo)其受環(huán)境因素的影響。李志剛等[13]研究發(fā)現(xiàn)，精米中鋅含量隨環(huán)境中鋅含量的提高而提高，但當(dāng)供鋅達(dá)到一定水平后,精米中鋅含量提高就不明顯了。1995年IRRI將提高稻米中鋅的含量列入IRRI的研究發(fā)展計(jì)劃之

10、中，并進(jìn)行試驗(yàn)檢驗(yàn)土壤因素對(duì)籽粒鋅含量的影響[14]。研究表明,酸性土壤可大大提高水稻籽粒含鋅量，而堿性條件卻降低稻米含鋅量；鋅含量會(huì)隨著土壤鹽分的增加而降低；在極端的環(huán)境中不同品種籽粒含鋅量相對(duì)的優(yōu)勢(shì)是不同的，表明水稻籽粒含鋅量存在基因型與環(huán)境的互作，但高鋅含量的特性在任何環(huán)境下都能得到表達(dá)。國(guó)際糧食政策研究中心(IFPRI)還制定</p><p>　　2.2 提高稻谷中鋅的生物有效性</p>&

11、lt;p>　　提高稻米中鋅的絕對(duì)含量是改善人們鋅營(yíng)養(yǎng)不良的有效途徑,但稻米中鋅的生物有效性不容忽視，生物有效性是指其能被生物吸收利用的程度。植物性食物存在許多影響Zn的有效性因素，如植酸、纖維素、草酸、重金屬等，其中植酸是導(dǎo)致膳食中鋅生物有效性低的最主要的因素。為減少鋅的生物有效性抑制因子（植酸等）來(lái)提高其生物有效性，目前主要采取培育低植酸作物的方法。浙江大學(xué)利用60Co-γ輻照或輻照結(jié)合NaN3誘變處理，從協(xié)青早、明恢86和R6

12、547及粳稻秀水110等品種中獲得一批低植酸突變體，研究表明這些突變體種子中植酸磷減少了約34%~64%[17]。研究表明,低植酸水稻的培育不僅可以增加多種元素的生物有效性 ,還可提高其絕對(duì)含量[18]。降低植酸的方法還有利用轉(zhuǎn)基因倒入植酸酶基因，提高水解植酸的酶活進(jìn)而提高鋅的生物有效性。Lucca等[19]將鐵蛋白質(zhì)基因和耐熱植酸酶基因轉(zhuǎn)入水稻中，完全降解植酸，大大的提高的稻米中鋅的含量。目前國(guó)內(nèi)對(duì)糧食作物中植酸含量遺傳研究較。<

13、;/p><p><b>　　3 總結(jié)與展望</b></p><p>　　迫切解決鋅缺乏引起的疾病已成為全球矚目的問(wèn)題，通過(guò)品種選育來(lái)提高鋅含量和利用轉(zhuǎn)基因方法降低植酸來(lái)提高鋅生物有效性，是大家公認(rèn)經(jīng)濟(jì)有效可行的方法。綜上所述，在富鋅水稻選育與生物有效性這些方面，經(jīng)國(guó)內(nèi)外的科學(xué)家的研究已取得了一定的成效。但目前對(duì)于新品系富鋅水稻的生理生化特性及其機(jī)理都尚未清楚。在改良水稻微

14、營(yíng)養(yǎng)的同時(shí)，關(guān)注其品質(zhì)性狀、理化特性及其重要農(nóng)藝性狀，培養(yǎng)出既有意于人類健康、又美味可口的新型水稻。關(guān)于現(xiàn)有或篩選出的較優(yōu)的富鋅水稻的農(nóng)藝性狀、品質(zhì)性狀及其營(yíng)養(yǎng)價(jià)值和生物有效性，還需要進(jìn)一步的研究與驗(yàn)證。希望通過(guò)以后的研究，早日徹底消除缺鋅給人類帶來(lái)的危害。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1] Misra B K,Sharma R

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