氮污染被認(rèn)為是21世紀(jì)人類面臨的最大環(huán)境挑戰(zhàn)之一。

　　6月14日，一條“種植轉(zhuǎn)基因水稻可緩解霧霾”的消息引發(fā)關(guān)注。消息稱，中國科學(xué)家已找到方法，通過改變水稻基因結(jié)構(gòu)，來降低含氮化肥的使用量，從而緩解中國長期得不到解決的霧霾問題。

　　14日中午，領(lǐng)導(dǎo)這一課題研究的中國科學(xué)院遺傳與發(fā)育生物學(xué)研究所研究員儲成才在郵件中告訴澎湃新聞（www.thepaper.cn），他們的確發(fā)現(xiàn)了一個關(guān)鍵基因NRT1.1B，并在實(shí)驗(yàn)中證實(shí)，它可以有效提高粳稻對氮肥利用率，但這一研究跟解決霧霾沒有關(guān)系，其新品種的培育也不需要通過轉(zhuǎn)基因技術(shù)。

　　粳稻是亞洲栽培稻兩個主要亞種之一，另一個亞種是秈稻。前者的食味品質(zhì)好，深受人們喜愛，但其氮肥利用率低，要想取得與后者一樣的高產(chǎn)，粳稻種植需要投入更多的化肥。

　　中國科學(xué)院遺傳與發(fā)育生物學(xué)研究所官網(wǎng)信息顯示，全世界每年施用氮肥超過1.2億噸，氮肥的大量施用不僅增加生產(chǎn)成本，更導(dǎo)致包括氣候變化、土壤酸化及水體富營養(yǎng)化等環(huán)境災(zāi)難。氮污染被認(rèn)為是21世紀(jì)人類面臨的最大環(huán)境挑戰(zhàn)之一。

　　儲成才表示，過剩的氮肥以一氧化氮的形式進(jìn)入大氣，是中國霧霾的成因之一。如果通過培育新的品種，降低施肥量，自然會對緩解霧霾會有所幫助，但解決霧霾問題是一個非常復(fù)雜的系統(tǒng)工程，這已不是其團(tuán)隊的研究范疇。

　　另一方面，不斷增長的人口對糧食產(chǎn)量提出了更大需求。如何在減少氮肥施用的同時提高農(nóng)作物產(chǎn)量？這始終是困擾科學(xué)工作者的一個難題，而培育高氮肥利用效率的作物新品種是解決這一系列問題的關(guān)鍵。

　　從十年前開始，儲成才就一直在思考，“秈稻為什么能對氮高效利用”。隨后，在他的帶領(lǐng)下，研究人員實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，秈稻與粳稻對氮肥利用效率的差異，在很大程度上是由基因NRT1.1B上的一個自然點(diǎn)突變所致。

　　研究團(tuán)隊通過常規(guī)雜交選育方法將秈稻的這一基因?qū)刖九嘤鲂虏牧?。在北京、上海及長沙三個試驗(yàn)點(diǎn)進(jìn)行的田間試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，在一半施肥條件下，新材料比常規(guī)的粳稻增產(chǎn)30-33%，氮肥利用效率提高30%，在正常施氮肥的條件下，增產(chǎn)8-10%，氮肥利用效率提高約10%。

　　這項研究工作6月8日在線發(fā)表在國際頂級學(xué)術(shù)期刊《自然-遺傳學(xué)》（Nature Genetics）上，并被該期刊評委評價為“一個偉大的發(fā)現(xiàn)”（a great discovery）。

　　此外，儲成才表示，由于秈稻和粳稻同屬一種，在新研究結(jié)果的基礎(chǔ)上，培育“對氮肥利用效率明顯提高”的粳稻新品種，常規(guī)育種手段輔以分子選擇技術(shù)即可，無需通過轉(zhuǎn)基因技術(shù)。

　　對話儲成才

　　澎湃新聞 NRT1.1B基因是如何發(fā)現(xiàn)的？

　　儲成才 亞洲栽培稻（Oryza sativa L.）分為兩個主要亞種—粳稻（Japonica）與秈稻（Indica），它們在形態(tài)、發(fā)育與生理等方面都表現(xiàn)出不同的特征。粳稻由于其較強(qiáng)的低溫耐受性在中國、日本及朝鮮半島等東北亞地區(qū)廣泛種植，由于粳稻比秈稻具有更好的食味品質(zhì)，在中國的種植面積逐年擴(kuò)大。然而，相比秈稻，粳稻的低氮肥利用效率成為限制其種植面積擴(kuò)大的重要瓶頸。所以我們在十年前就一直思考如何找到秈稻氮肥高效利用的真正原因，所以通過秈粳稻的重組自交系和染色體單片段代換系，克隆了這個基因，發(fā)現(xiàn)秈稻與粳稻氮肥利用效率差異，在很大程度上是由NRT1.1B上的一個自然點(diǎn)突變所致。

　　澎湃新聞 尋找NRT1.1B基因的目的是什么，是為了解決霧霾問題？

　　儲成才 這項工作的目的就是看看能否讓粳稻也有秈稻一樣的氮肥利用效率，跟解決霧霾沒有關(guān)系。

　　澎湃新聞 距離應(yīng)用還有多遠(yuǎn)，還需要哪些程序，是轉(zhuǎn)基因的育種方法嗎？

　　儲成才 由于秈稻與粳稻氮肥利用效率差異是由一個自然點(diǎn)突變所致，秈稻和粳稻同屬一種, 育種家可通過常規(guī)育種手段輔以分子輔助選育就可以實(shí)現(xiàn)，而無需通過轉(zhuǎn)基因技術(shù)，因此, 這一發(fā)現(xiàn)在粳稻育種上具有重大應(yīng)用價值。我們和育種家合作正在開展相關(guān)育種工作。

　　澎湃新聞 NRT1.1B新品種能夠幫助緩解中國的霧霾問題嗎，會對環(huán)境保護(hù)產(chǎn)生哪些影響？

　　儲成才 中國每年大量施用氮肥，過剩的氮肥以一氧化氮的形式進(jìn)被排入大氣中，這只是中國霧霾的成因之一。如果我們通過培育新的品種降低施肥量，自然對緩解霧霾會有所幫助，但解決霧霾問題是一個非常復(fù)雜的系統(tǒng)工程，終究化肥的超量使用只是其中的一個原因。這些已不是我們的研究范疇。

　　澎湃新聞 相對于常規(guī)育種手段、分子輔助選育的方法，轉(zhuǎn)基因育種更快捷？因?yàn)檗D(zhuǎn)基因安全性是敏感話題，所以育種專家和科學(xué)家都主動規(guī)避轉(zhuǎn)基因育種？

　　儲成才 從水稻中獲得的“優(yōu)異等位變異”可以直接通過常規(guī)方法加分子輔助選育去培育新品種。轉(zhuǎn)基因方法對來源于跨其他物種間的基因轉(zhuǎn)移會更快捷。

　　此外，因?yàn)檗D(zhuǎn)基因品種的審定在世界上所有的國家都要經(jīng)過相當(dāng)長的時間的安全性評估才能進(jìn)入商業(yè)化推廣應(yīng)用，因此，通過轉(zhuǎn)水稻中的基因到水稻，沒有任何優(yōu)勢或快捷而言。秈稻與粳稻氮肥利用效率差異是由一個自然點(diǎn)突變所致，所以，從應(yīng)用角度根本就沒必要通過轉(zhuǎn)基因技術(shù)，不是去回避，而是根本上就不需要。