4月11日,中国科学院院士、华中农业大学教授张启发联合多国科学家在Science Bulletin(《科学通报》)上发表文章,倡议培育绿色营养超级稻,提升全民健康水平。该倡议基于近二十年绿色超级稻的实践,旨在改变“精米为主食”的传统,让主食承担起提高人民营养健康水平的使命。
倡议介绍会现场。受访单位供图
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张启发介绍,水稻作为全球超半数人口的主要粮食作物,在保障全球粮食安全方面意义重大。长期以来,中国以仅约8%的耕地养活20%-22%的世界人口,水稻年产量占全球总产量的30%,却消耗了全球超过35%的农药和化肥。为缓解这一矛盾,本世纪初,中国科学家提出绿色超级稻的构想。这种水稻具有产量潜力高、抗病虫害、耐非生物胁迫,以及水分养分高效利用等特性,这些性状可以借助基因组选择技术,从水稻种质资源中引入目标基因而实现。
张启发表示,禾本科全谷物由果皮、种皮、糊粉层、胚和胚乳构成,而精白米这类精加工谷物仅保留了胚乳部分。有色稻米中,全谷黑米营养尤为丰富,富含蛋白质、膳食纤维等多种营养成分,其果皮和种皮中的花青素具有促进健康、延长寿命的功效。多项研究表明,足量摄入全谷物可降低30%以上的疾病及死亡风险,全谷黑米能为人类健康提供全面丰富的营养来源。
基于此,目前,多位科学家已经着手开展将黑米推广为营养主食的行动。针对当前黑米普遍存在的烹煮难、口感欠佳等问题,华中农业大学的育种团队近期成功培育出全谷黑米新品种“华墨香3号”。该品种煮出的米饭食味极佳,全谷营养丰富且均衡,产量根据生产条件在5.5至11吨/公顷之间。“华墨香3号”满足了消费者对能量和营养健康的双重需求,被赋予“米饭型全谷黑米”的全新理念,为人类解锁黑米的营养宝藏创造了重要契机。
为顺应未来水稻产业发展和人类健康需求,该文章发出培育绿色营养超级稻(GNSR)的倡议。绿色营养超级稻应具备以下特征:高产且稳产;具备绿色农业性状,包括对生物和非生物胁迫的抗性,以及其他有助于资源节约、环境友好的特性;属于全谷物,尤其是果皮种皮积累花青素的全谷黑米。用全谷黑米作为营养健康主食,替代目前仅只含胚乳的精白米,能够为人类提供齐全平衡的营养素,全方位促进人类健康。
倡议还提出绿色营养超级稻基因组育种的技术策略。育种的首要步骤是对水稻品种目标性状进行基因组设计。针对特定稻作区,设计需综合考虑环境适应性与开花时间、产量水平及其相关农艺性状、生物和非生物胁迫的抗性,以及全谷物营养成分等因素。同时,育种计划设计还需考量核心亲本及特定性状供体的选择,并列出与育种计划匹配的目标性状、育种方案及程序的目标基因清单。
倡议指出,全谷黑米作为主食具有多方面潜在的协同效益:提升稻米营养价值,促进人类健康;通过食用全谷而非精米,有效保障粮食安全;缓解对高产目标的压力,为资源和环境可持续农业的绿色发展提供更多选择;相较于传统白米,全谷黑米凭借潜在价格优势,有望增加稻农收益,提升水稻产业吸引力。
张启发告诉《中国科学报》,主食变革有望开创人类、农业与自然和谐发展的全新范式。实现这一目标需政策支持、公众教育、提升社会认知、知识创新等多方协同发力。不同国家科学家需积极开展跨学科研究,整合植物学、育种学、食品营养学与健康医学等领域力量,共同推动科学前沿进步。产业界也应积极投身其中,生产并向消费者推广营养健康的稻米产品。
《中国科学报》注意到,在文章中联合发出这一倡议的有包括国际水稻研究所首席科学家Jauhar Ali、中国工程院院士胡培松、中国科学院院士李家洋、哈佛大学教授Walter Willett等在内的十多位科学家。
相关论文信息:https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2095927325003743?via%3Dihub
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