海水稻五大价值! - 海洋农业技术

【背景】

1986年，陈日胜在遂溪海边发现海水稻，此后的30年中，他通过繁育选择优良株系，在遂溪海滩地进行种子提纯和繁殖。2012开始至今，海水稻在国内部分省份盐碱地等地试种。2014年9月1日，“海稻86”通过农业部颁布的农业植物新品种保护公报；同年10月29日，袁隆平给科技部部长万钢写信：海水稻是一个非常宝贵的水稻种质资源，具有极高的科学研究和利用价值，与当年发现的野生水稻不育资源有着类似的战略意义；2014年，为推动海水稻快速发展，武汉海稻国际生物科技有限公司成立，立志于海水稻生物基因研发、盐碱地改良、海洋生态农业发展等项目。2015年11月，武汉海稻公司的科研团队第一次完成海稻全基因组测序，填补了海稻分子研究的空白。如今，随着科研的深入和项目的发展，海水稻所展现出来的巨大价值受到了各方各界的关注。

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科研价值

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“人类赖以生存的农业生产直接受环境和气候的影响，随着地球气候和环境的变化，预期极端天气的发生将更加频繁，干旱和土地盐碱化成为了制约农业生产的两个最突出的因素。水稻作为用水最多的主要农作物，所受影响尤为严重。

总部位于菲律宾的国际水稻研究所多年致力于培育抗旱、抗盐、耐热、耐涝、耐寒的优良水稻品种，多国的科研机构，院校也长期投入大量人力、物力资源进行研究、开发。随着现代分子生物学和基因组学的高速发展，转基因技术被广泛用于水稻的抗旱、抗盐研究，从最近发表的约 1 h, |' \* d0 e0 y3 } 80多篇近年关于水稻的转基因抗旱，抗盐研究报告来看，所用基因大多来自于水稻本身，少数来自拟南芥、大麦、玉米等，绝大多数研究采用了基因强化表达，个别利用了反链核糖核酸抑制的方法，多取得了一定的抗旱以及抗盐、耐渗透压、耐寒等效果，但同时也伴随着植株生长缓慢、产量降低等问题，并不能真正用于农业生产。

究其原因，所用基因多是来自普通水稻或其它植物的转录因子或代谢调控蛋白基因，本身并不具备特殊性，通过强化或抑制其表达以获得抗旱、抗盐效果，必然要承受由其非自然表达变化带来的对植物生长不利的副作用。寻找抗旱、抗盐但又不引起减产副作用的优良基因成为决定转基因技术成败的关键，许多研究致力于从沙漠耐旱植物，或其它耐盐、耐寒、耐热生物中筛选新颖抗性基因，包括促进根系发育和抗倒伏、抗淹没基因。

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海稻 86是在海滩边发现可在海水里正常生长的水稻， : | |+ z( B- h4 l! S5 M 三十多年的多点试验试种结果表明，其具有良好的抗盐碱、抗病虫害、耐脊、耐淹等诸多特点，是一种独特的种质资源。如果能将海稻86中所含的抗盐碱、抗病虫害、耐脊、耐淹等独特基因分离确认并转入其它农作物，可增加主要作物的适种范围、提高耐盐碱作物的单产，将有效增加全球粮食可耕种面积和粮食的供给、改善盐碱地生态环境，为人类的生存与发展做出巨大贡献。

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为了有效的利用海稻 ' U+ C! E; v0 b3 C- X0 m' q$ } 86 抗盐碱、抗病虫害、耐脊、耐淹等基因资源， 我们通过与美国加州大学洛杉矶分校教授、分子生物学家Xinmin Li ' q! B/ w5 X5 p. K8 C% u 博士及其团队合作，采用目前最先进的核酸测序技术，结合现代基因组学，生物信息学对海稻86进行了全基因组测序，转录组表达等系统的分子生物学研究。

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结果表明：海稻86是一个比较古老的籼稻种，在分子进化树上很接近籼稻和粳稻的分支点；海稻86有12条染色体，全长373,130,791碱基，略小于普通水稻。通过与3000个水稻品种基因组的比较，在海稻86基因组中发现了42,359个海稻86独有的功能变异。通过对生长在正常和高盐条件下的海稻86和常规水稻品种基因转录组比较分析，发现大量盐诱导的基因，并在两个品种间有显著表达差异。这些差异表达的基因一些属于已知的耐盐基因家族，而一些是研究中新的发现，为下一步分离抗盐碱等功能基因和揭示海稻86抗盐碱等特性的分子机理打下了扎实基础。

农业价值

海水稻对人多地少的中国具有十分重大的现实意义和深远的战略意义。目前我国人均耕地0.11hm2警戒线，耕地的质量也不高，分布在平原、盆地的仅占34%。而撂荒的海岸滩涂和盐碱地却高达十几亿亩。同时，我国水资源人均占有量居世界第109位，被列为世界上严重缺水的13个国家之一。其中农业用水约占用水总量的70%，但我国仍有61%的耕地没有水源保证。在传统的“淡水农业”模式即将超负荷运转的情况下，向海洋要食物，向海洋要蛋白已经必然地提到议事日程上，“海水灌溉农业”这个词汇逐渐进入了大家的视野。

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海水灌溉农业，顾名思义，就是利用海水浇灌进行作物生产，是以海水资源、沿海滩涂资源以及耐海水植物为劳动对象的特殊农业。发展海水灌溉农业, 将在很大程度上缓解人类水资源、可耕地和粮食三大危机。

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目前，我国的海水农业基本空白。面对着狭小和干渴的土地，一个拥有大量闲置滩涂和海水的国家，不能不重视海水农业的发展。我国大陆岸线18000 + r3 q, B* X" d6 k, |" `7 ^* g& T 公里，海岛岸线14000 O' H5 N1 |! b" h: R0 g- O' u i6 { 公里，沿海滩涂有二百多万公顷，河口滩涂还以每年2－3万公顷的速度继续淤长。可利用海水灌溉的国土范围巨大，为发展海水农业创造了优越条件和巨大空间。

海稻86所含的耐盐基因一旦挖掘成功，用于开发盐碱地农业，可为我国增加逾十亿亩土地种植面积，全球增加逾五十亿亩土地种植面积；其种植与生长，无需施洒农药、化肥，可保护和改善生态环境，将开创“海水农业”之先河。

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海水灌溉农业解决了沿海滩涂以及海水的农业利用难题，使得耐海水植物作为新型作物培育和开发，打破了传统农业对淡土和淡水植物的依赖，从而使沿海滩涂、海水能够直接用于农业生产。发展海水灌溉农业是全球农业可持续发展的重大课题, 具有广阔发展前景。

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努力创建中国海水灌溉农业，用取之不尽的海水灌溉作物是人类一个千秋之梦。在进入21世纪的时候，经无数科学家努力，这个美梦有望成真。随着农业科学技术的不断发展，为有效解决淡水危机、耕地减少及环境恶化等问题，一种崭新的农业模式，海水灌溉农业正在世界范围内兴起。而海水稻将成为开辟海水农业的先驱者。

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社会价值

正所谓：“国以民为本，民以食为天”。粮食既是关系国计民生和国家经济安全的重要战略物资，也是人民群众最基本的生活资料。粮食安全与社会的和谐、政治的稳定、经济的持续发展息息相关。

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作为粮食生产大国和人口大国，中国的粮食安全问题同样处于这一危机的阴影之下。相关研究初步发现，温度升高、农业用水减少和耕地面积下降，将使中国2050年的粮食总生产水平比2005年下降14%-23%。气温升高同时对害虫的繁殖、越冬、迁飞等习性产生明显影响，加剧病虫害的流行和杂草蔓延。

粮食，事关人类生存。为应对粮食安全面临的严峻挑战，开发盐碱地、利用海水灌溉种植成了世界各国专家探索的方向，但苦于找不到野生物质资源，研究难以突破。海稻国际研究院专家正是为攻克这一世界性难题而不懈努力。如果盐碱地里，能用海水灌溉种植水稻，那将意味著什么？我国盐碱地总面积约15亿亩，若都能种上水稻，按亩产300斤算，每年能收成4500亿斤粮食，相当于2013年全国粮食产量约37%。海水稻抗涝、抗盐碱、抗倒伏（抗落粒）、抗虫害的特有基因资源，可以用来改良其它农作物，从而增加产量和适生范围。这将大大增加我国粮食产量，同时降低对粮食进口的需求。

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国际稻米协会预测，将来全球65亿人将有40亿人靠大米生存，在传统的“淡水农业”模式即将超负荷运转的情况下，向海洋要食物，向海洋要蛋白已经成为必然；

我国盐碱地总面积15.2亿亩，其中严重盐渍化土壤有5.5亿亩；研发海水水稻可以充分利用盐碱地和海洋滩涂，解决粮食问题。可突破我国18亿亩土地红线,保障我国粮食的安全；

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生态价值

全世界盐碱地的面积为9.5438亿公顷，其中我国为9913万公顷。我国碱土和碱化土壤的形成，大部分与土壤中碳酸盐的累计有关，因而碱化度普遍较高，严重的盐碱土壤地区植物几乎不能生存。而海稻86能够在盐碱地生存的特性，让盐碱地不再是不毛之地，并且种植海水稻对盐碱地的改良效果已凸显。

通过在湛江海稻86基地种植海稻86的结果表明：中度盐碱地经过种植海稻86三年，土壤得到改善；重度盐碱地经过种植海稻86六年，土壤逐步得到改善。

另外，在沿海的盐碱地种植海水稻，可促淤造陆, 减缓海水对海岸土地侵蚀。它对调节海洋气候和保护海岸生态环境起着重要作用，譬如防风消浪、促淤保滩、固岸护堤、净化海水和空气、大量吸收CO2, 减轻温室效应, ' w, y" I" C! `- v3 i7 {& G$ u' j 改善生态环境，可望成为海岸湿地生态系统的成员。其发达根系能有效地滞留陆地来沙，减少近岸海域的含沙量，而且增加土壤有机质,成为护岸卫士、鸟类天堂、鱼虾粮仓特殊生态环境。

商业价值

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“海稻86”稻米具有丰富的微量元素和营养价值。最值得关注的是，“海稻86”富含抗癌活性有机化合物IP6。美国马里兰大学的阿布卡兰姆·薛苏登博士与美国国家癌症研究院研究人员经过多年努力，发现IP6具有预防和治疗多种疾病的功效。它能抑制癌细胞生长，缩小肿瘤体积；抗氧化，抑制并杀死自由基，保护细胞免受自由基的伤害、防止产生肾脏结石、降低血脂浓度、保护心肌细胞，避免发生心脏病猝死、防止动脉硬化等，尤其是防癌功效尤为显著。

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海稻米原属糙米类，糙米是稻谷脱壳后的另一形态，它具有果皮、种皮、糊粉层、胚及胚乳等组织结构和生命活力。糙米可在适宜的环境条件下发芽，发芽后其营养价值大大提高。发芽糙米与糙米和精白米相比，不仅含有丰富的维生素A、 8 e) G( M9 C& T% D V B、E和矿物质元素钾、钠、铁、锌等，而且还含有多种能促进人体健康和防治疾病的有效成分。发芽糙米所含的谷胱甘肽、γ-氨基丁酸等各种营养成分是普通精白米的几十倍，甚至上百倍，且极易为人体吸收，对人体黏膜组织具有非常强力主食选择的修复功效。

据【中国食品报】调查显示： , P1 T, i0 S/ |/ o& H k 2013年中国谷物养生饮食生产品作为新兴产业已占据GDP总数的13%，同时保持着每年18.3%的超高增长速度，谷物养生饮食健康人群74%（男性占33%，女性占41%），市场需求巨大，市场容量达2200亿。送礼送健康，已经成为了新时代的必备节奏；随着人们生活越来越富裕，吃惯山珍海味、鸡鸭鱼肉的群众越来越渴望返璞归真的饮食习惯，各类谷物粗粮产品成了餐桌上人人争抢的美味食品。

谷物粗粮其营养健康、药食同源的养生保健作用已被广泛认同，卖场谷物粗粮的销量快速增长，谷物粗粮类价格也不断上涨；很多餐馆，红薯饭、药膳煲汤、玉米汁、谷物调饥品等都成了招来顾客的手段；央视地视、网络媒体关于谷物粗粮、药膳同源、食疗养生的相关报道也是屡见不鲜；最近几年，图书销量排行榜的前几名总是被谷物食疗书籍占据......这些都充分说明人们对于谷物粗粮、膳食养生的需求已经非常强烈了，这是一个14亿人的市场需求，有着年逾5000亿的巨大市场容量，市场前景不言而喻。

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