海水稻五大價值!
【背景】
1986年,陳日勝在遂溪海邊發現海水稻,此後的30年中,他通過繁育選擇優良株系,在遂溪海灘地進行種子提純和繁殖。2012開始至今,海水稻在國內部分省份鹽鹼地等地試種。2014年9月1日,「海稻86」通過農業部頒布的農業植物新品種保護公報;同年10月29日,袁隆平給科技部部長萬鋼寫信:海水稻是一個非常寶貴的水稻種質資源,具有極高的科學研究和利用價值,與當年發現的野生水稻不育資源有著類似的戰略意義;2014年,為推動海水稻快速發展,武漢海稻國際生物科技有限公司成立,立志于海水稻生物基因研發、鹽鹼地改良、海洋生態農業發展等項目。2015年11月,武漢海稻公司的科研團隊第一次完成海稻全基因組測序,填補了海稻分子研究的空白。如今,隨著科研的深入和項目的發展,海水稻所展現出來的巨大價值受到了各方各界的關注。
科研價值
「人類賴以生存的農業生產直接受環境和氣候的影響,隨著地球氣候和環境的變化,預期極端天氣的發生將更加頻繁,乾旱和土地鹽鹼化成為了制約農業生產的兩個最突出的因素。水稻作為用水最多的主要農作物,所受影響尤為嚴重。
總部位於菲律賓的國際水稻研究所多年致力於培育抗旱、抗鹽、耐熱、耐澇、耐寒的優良水稻品種,多國的科研機構,院校也長期投入大量人力、物力資源進行研究、開發。隨著現代分子生物學和基因組學的高速發展,轉基因技術被廣泛用於水稻的抗旱、抗鹽研究,從最近發表的約 80多篇近年關於水稻的轉基因抗旱,抗鹽研究報告來看,所用基因大多來自於水稻本身,少數來自擬南芥、大麥、玉米等,絕大多數研究採用了基因強化表達,個別利用了反鏈核糖核酸抑制的方法,多取得了一定的抗旱以及抗鹽、耐滲透壓、耐寒等效果,但同時也伴隨著植株生長緩慢、產量降低等問題,並不能真正用於農業生產。
究其原因,所用基因多是來自普通水稻或其它植物的轉錄因子或代謝調控蛋白基因,本身並不具備特殊性,通過強化或抑制其表達以獲得抗旱、抗鹽效果,必然要承受由其非自然表達變化帶來的對植物生長不利的副作用。尋找抗旱、抗鹽但又不引起減產副作用的優良基因成為決定轉基因技術成敗的關鍵,許多研究致力於從沙漠耐旱植物,或其它耐鹽、耐寒、耐熱生物中篩選新穎抗性基因,包括促進根系發育和抗倒伏、抗淹沒基因。
海稻 86是在海灘邊發現可在海水裡正常生長的水稻, 三十多年的多點試驗試種結果表明,其具有良好的抗鹽鹼、抗病蟲害、耐脊、耐淹等諸多特點,是一種獨特的種質資源。如果能將海稻86中所含的抗鹽鹼、抗病蟲害、耐脊、耐淹等獨特基因分離確認並轉入其它農作物,可增加主要作物的適種範圍、提高耐鹽鹼作物的單產,將有效增加全球糧食可耕種面積和糧食的供給、改善鹽鹼地生態環境,為人類的生存與發展做出巨大貢獻。
為了有效的利用海稻 86 抗鹽鹼、抗病蟲害、耐脊、耐淹等基因資源, 我們通過與美國加州大學洛杉磯分校教授、分子生物學家Xinmin Li 博士及其團隊合作,採用目前最先進的核酸測序技術,結合現代基因組學,生物信息學對海稻86進行了全基因組測序,轉錄組表達等系統的分子生物學研究。
結果表明:海稻86是一個比較古老的秈稻種,在分子進化樹上很接近秈稻和粳稻的分支點;海稻86有12條染色體,全長373,130,791鹼基,略小於普通水稻。通過與3000個水稻品種基因組的比較,在海稻86基因組中發現了42,359個海稻86獨有的功能變異。通過對生長在正常和高鹽條件下的海稻86和常規水稻品種基因轉錄組比較分析,發現大量鹽誘導的基因,並在兩個品種間有顯著表達差異。這些差異表達的基因一些屬於已知的耐鹽基因家族,而一些是研究中新的發現,為下一步分離抗鹽鹼等功能基因和揭示海稻86抗鹽鹼等特性的分子機理打下了紮實基礎。
農業價值
海水稻對人多地少的中國具有十分重大的現實意義和深遠的戰略意義。目前我國人均耕地0.11hm2警戒線,耕地的質量也不高,分布在平原、盆地的僅佔34%。而撂荒的海岸灘涂和鹽鹼地卻高達十幾億畝。同時,我國水資源人均佔有量居世界第109位,被列為世界上嚴重缺水的13個國家之一。其中農業用水約佔用水總量的70%,但我國仍有61%的耕地沒有水源保證。在傳統的「淡水農業」模式即將超負荷運轉的情況下,向海洋要食物,向海洋要蛋白已經必然地提到議事日程上,「海水灌溉農業」這個辭彙逐漸進入了大家的視野。
海水灌溉農業,顧名思義,就是利用海水澆灌進行作物生產,是以海水資源、沿海灘涂資源以及耐海水植物為勞動對象的特殊農業。發展海水灌溉農業, 將在很大程度上緩解人類水資源、可耕地和糧食三大危機。
目前,我國的海水農業基本空白。面對著狹小和乾渴的土地,一個擁有大量閑置灘涂和海水的國家,不能不重視海水農業的發展。我國大陸岸線18000 公里,海島岸線14000 公里,沿海灘涂有二百多萬公頃,河口灘涂還以每年2-3萬公頃的速度繼續淤長。可利用海水灌溉的國土範圍巨大,為發展海水農業創造了優越條件和巨大空間。
海稻86所含的耐鹽基因一旦挖掘成功,用於開發鹽鹼地農業,可為我國增加逾十億畝土地種植面積,全球增加逾五十億畝土地種植面積;其種植與生長,無需施灑農藥、化肥,可保護和改善生態環境,將開創「海水農業」之先河。
海水灌溉農業解決了沿海灘涂以及海水的農業利用難題,使得耐海水植物作為新型作物培育和開發,打破了傳統農業對淡土和淡水植物的依賴,從而使沿海灘涂、海水能夠直接用於農業生產。發展海水灌溉農業是全球農業可持續發展的重大課題, 具有廣闊發展前景。
努力創建中國海水灌溉農業,用取之不盡的海水灌溉作物是人類一個千秋之夢。在進入21世紀的時候,經無數科學家努力,這個美夢有望成真。隨著農業科學技術的不斷發展,為有效解決淡水危機、耕地減少及環境惡化等問題,一種嶄新的農業模式,海水灌溉農業正在世界範圍內興起。而海水稻將成為開闢海水農業的先驅者。
社會價值
正所謂:「國以民為本,民以食為天」。糧食既是關係國計民生和國家經濟安全的重要戰略物資,也是人民群眾最基本的生活資料。糧食安全與社會的和諧、政治的穩定、經濟的持續發展息息相關。
作為糧食生產大國和人口大國,中國的糧食安全問題同樣處於這一危機的陰影之下。相關研究初步發現,溫度升高、農業用水減少和耕地面積下降,將使中國2050年的糧食總生產水平比2005年下降14%-23%。氣溫升高同時對害蟲的繁殖、越冬、遷飛等習性產生明顯影響,加劇病蟲害的流行和雜草蔓延。
糧食,事關人類生存。為應對糧食安全面臨的嚴峻挑戰,開發鹽鹼地、利用海水灌溉種植成了世界各國專家探索的方向,但苦於找不到野生物質資源,研究難以突破。海稻國際研究院專家正是為攻克這一世界性難題而不懈努力。如果鹽鹼地里,能用海水灌溉種植水稻,那將意味著什麼?我國鹽鹼地總面積約15億畝,若都能種上水稻,按畝產300斤算,每年能收成4500億斤糧食,相當於2013年全國糧食產量約37%。海水稻抗澇、抗鹽鹼、抗倒伏(抗落粒)、抗蟲害的特有基因資源,可以用來改良其它農作物,從而增加產量和適生範圍。這將大大增加我國糧食產量,同時降低對糧食進口的需求。
國際稻米協會預測,將來全球65億人將有40億人靠大米生存,在傳統的「淡水農業」模式即將超負荷運轉的情況下,向海洋要食物,向海洋要蛋白已經成為必然;
我國鹽鹼地總面積15.2億畝,其中嚴重鹽漬化土壤有5.5億畝;研發海水水稻可以充分利用鹽鹼地和海洋灘涂,解決糧食問題。可突破我國18億畝土地紅線,保障我國糧食的安全;
生態價值
全世界鹽鹼地的面積為9.5438億公頃,其中我國為9913萬公頃。我國鹼土和鹼化土壤的形成,大部分與土壤中碳酸鹽的累計有關,因而鹼化度普遍較高,嚴重的鹽鹼土壤地區植物幾乎不能生存。而海稻86能夠在鹽鹼地生存的特性,讓鹽鹼地不再是不毛之地,並且種植海水稻對鹽鹼地的改良效果已凸顯。
通過在湛江海稻86基地種植海稻86的結果表明:中度鹽鹼地經過種植海稻86三年,土壤得到改善;重度鹽鹼地經過種植海稻86六年,土壤逐步得到改善。
另外,在沿海的鹽鹼地種植海水稻,可促淤造陸, 減緩海水對海岸土地侵蝕。它對調節海洋氣候和保護海岸生態環境起著重要作用,譬如防風消浪、促淤保灘、固岸護堤、凈化海水和空氣、大量吸收CO2, 減輕溫室效應, 改善生態環境,可望成為海岸濕地生態系統的成員。其發達根系能有效地滯留陸地來沙,減少近岸海域的含沙量,而且增加土壤有機質,成為護岸衛士、鳥類天堂、魚蝦糧倉特殊生態環境。
商業價值
「海稻86」稻米具有豐富的微量元素和營養價值。最值得關注的是,「海稻86」富含抗癌活性有機化合物IP6。美國馬里蘭大學的阿布卡蘭姆·薛蘇登博士與美國國家癌症研究院研究人員經過多年努力,發現IP6具有預防和治療多種疾病的功效。它能抑制癌細胞生長,縮小腫瘤體積;抗氧化,抑制並殺死自由基,保護細胞免受自由基的傷害、防止產生腎臟結石、降低血脂濃度、保護心肌細胞,避免發生心臟病猝死、防止動脈硬化等,尤其是防癌功效尤為顯著。
海稻米原屬糙米類,糙米是稻穀脫殼後的另一形態,它具有果皮、種皮、糊粉層、胚及胚乳等組織結構和生命活力。糙米可在適宜的環境條件下發芽,發芽後其營養價值大大提高。發芽糙米與糙米和精白米相比,不僅含有豐富的維生素A、 B、E和礦物質元素鉀、鈉、鐵、鋅等,而且還含有多種能促進人體健康和防治疾病的有效成分。發芽糙米所含的谷胱甘肽、γ-氨基丁酸等各種營養成分是普通精白米的幾十倍,甚至上百倍,且極易為人體吸收,對人體黏膜組織具有非常強力主食選擇的修復功效。
據【中國食品報】調查顯示: 2013年中國穀物養生飲食生產品作為新興產業已佔據GDP總數的13%,同時保持著每年18.3%的超高增長速度,穀物養生飲食健康人群74%(男性佔33%,女性佔41%),市場需求巨大,市場容量達2200億。送禮送健康,已經成為了新時代的必備節奏;隨著人們生活越來越富裕,吃慣山珍海味、雞鴨魚肉的群眾越來越渴望返璞歸真的飲食習慣,各類穀物粗糧產品成了餐桌上人人爭搶的美味食品。
穀物粗糧其營養健康、葯食同源的養生保健作用已被廣泛認同,賣場穀物粗糧的銷量快速增長,穀物粗糧類價格也不斷上漲;很多餐館,紅薯飯、葯膳煲湯、玉米汁、穀物調飢品等都成了招來顧客的手段;央視地視、網路媒體關於穀物粗糧、葯膳同源、食療養生的相關報道也是屢見不鮮;最近幾年,圖書銷量排行榜的前幾名總是被穀物食療書籍佔據......這些都充分說明人們對於穀物粗糧、膳食養生的需求已經非常強烈了,這是一個14億人的市場需求,有著年逾5000億的巨大市場容量,市場前景不言而喻。
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