苏黎世联邦理工学院（ETH）的研究人员培育出一种新品种水稻，其籽粒中的微量营养素铁和锌含量有所提高，还能产生维生素A的前体β-胡萝卜素。这有望帮助减少在发展中国家普遍存在的微量营养素营养不良，即“隐性饥饿”。
近乎每两个人中就有一人主要靠吃大米来满足每日热量需求。一顿米饭能止饿，但其中必需微量营养素极少，甚至完全没有。因此，尤其在亚洲和非洲，许多人营养不良。他们摄入的铁、锌以及维生素A不足，无法保持健康。铁摄入不足会导致贫血、阻碍大脑发育，并增加妇女和婴儿的死亡率。儿童若缺乏维生素A，可能失明，免疫系统也会减弱，常因此感染麻疹、腹泻或疟疾等疾病。
黄金大米对抗维生素A缺乏
多年前，为了对抗营养不良，由英戈·波特里库斯（Ingo Potrykus）领导的ETH研究团队培育出一种新品种水稻，并于2000年以“黄金大米”之名为人所知。这是最早一批经过基因改造的水稻品种之一，研究人员成功使其在稻米胚乳中产生维生素A的前体β-胡萝卜素。此后，黄金大米得到改良，目前已用于多个国家的育种项目，主要在东南亚。为了应对其他微量营养素缺乏问题，苏黎世联邦理工学院格鲁伊森教授（Professor Gruissem）植物生物技术实验室及其他国家的研究人员，也培育出稻米和小麦籽粒铁含量提高的品种。
不过，所有这些新的转基因水稻品种都有一个共同点：每种只能提供一种特定的微量营养素。迄今为止，将多种微量营养素结合在同一株水稻中仍只是一个未能实现的设想。
首个多营养素水稻
如今，由苏黎世联邦理工学院植物生物技术实验室高级科学家纳夫里特·布拉尔（Navreet Bhullar）带领的团队，成功培育出一种多营养素水稻。研究结果近日发表于《Scientific Reports》期刊。
这位研究人员与她的博士生辛拉特·帕尔·辛格（Simrat Pal Singh）成功对水稻植株进行基因改造，使其除了含有足量的铁和锌外，籽粒胚乳中的β-胡萝卜素含量也显著高于普通品种。布拉尔解释说：“我们的结果表明，可以在单一水稻植株中结合铁、锌和β-胡萝卜素等多种必需微量营养素，为健康饮食提供支持。”
从科学角度看，这项成功源于构建了一个含有四个基因的基因盒，用于提高微量营养素含量，并可作为单一遗传位点插入水稻基因组。这样一来，通过杂交，就能在不同国家的水稻品种中同时提高铁、锌和β-胡萝卜素含量。否则，就必须将分别含有这些微量营养素的水稻品系进行杂交，才能提高稻米中的微量营养素含量。
布拉尔和她的博士生们花了数年时间，才完成这一概念验证。尽管多营养素水稻品系的籽粒β-胡萝卜素含量高于原始日本晴（japonica）水稻品种，但视具体品系而定，其β-胡萝卜素含量可能比改良版黄金大米“黄金大米2号”低十倍。不过，研究人员强调，如果用这种多营养素品种替代目前食用白米的70%，除了保证饮食中有足够的铁和锌，还能显著改善维生素A的摄入。
温室中测试多营养素水稻品种
新的多营养素水稻品系仍处于测试阶段。迄今为止，研究人员一直在温室中种植这些植株，并分析其微量营养素含量。布拉尔说：“我们会进一步改良这些品系。”研究计划在受控条件下开展田间试验，以确定这些植株的微量营养素性状和农艺性状在田间是否与温室中一样稳定。
布拉尔希望明年能在田间测试这些新的水稻品系。但她目前还不知道它们何时能在农田中投入生产。她说，多营养素水稻可能还要五年才能用于减少隐性饥饿。
