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藉由發展具多元營養素之稻米品種以解決營養需求問題

2017/09/07 國際

根據資料統計世界上每二人就有一人是以米飯作為每日主要熱量來源,且在現今全球發展中國家中尚有許多營養不足的人們,特別是亞洲與非洲國家的一些落後地區,雖然透過米飯之攝取可避免飢餓並提供營養,但仍無法滿足人體所需之微量營養素,當人體無法獲得足夠的鐵、鋅和維生素A來維持健康運作,將可能導致貧血、大腦發育遲緩、並增加婦女和嬰兒的死亡率等,若是兒童成長過程缺乏維生素A,則可能會導致失明、免疫系統減弱、容易感染麻疹、腹瀉或瘧疾等傳染病。

因應維生素A缺乏而創造的黃金稻米

蘇黎世聯邦理工學院(ETH)研究人員在2000年為因應營養需求,開發了一種新的水稻品種"黃金稻米",這是第一個轉基因稻米品種之一,研究人員能在米粒的胚乳中產生維生素A的前驅物β-胡蘿蔔素,並在經過數次改善後,目前已提供東南亞地區數個國家進行育種計畫之研究使用。此外,為解決微量營養素缺乏之問題,蘇黎世聯邦理工學院Gruissem教授的植物生物技術實驗室亦積極與其他國家之研究人員致力於開發稻米和小麥穀粒中含鐵量高的品種,但迄今技術仍只能選育出含一種特殊微量營養素之稻米品種,在當時距離將數種微量營養素均包含在一株稻米上仍是一項未知的夢想。

第一株含多種營養素之稻米品種

目前ETH植物生物技術實驗室之研究小組,成功創造具有多種營養素之新品種稻米,同時將其研究結果發表在國際期刊Scientific Reports上,利用基因修飾之技術,在水稻基因組的四個不同基因座位置崁入用於微量營養素改良之基因片段,促使稻米富含足夠的鐵和鋅之微量營養素,且比起正常的稻米品種其穀物胚乳中亦含有大量的β-胡蘿蔔素,同時亦能透過與各國不同稻米品種之遺傳雜交來提升其優勢,藉由此次的研究成果證實未來將可能在單一的水稻作物中組合出數種必需的微量營養素,以提供人體健康之營養需求。

ETH之植物生物技術實驗室研究團隊花費了數年時間建立了多元營養稻米品系,藉由改良舊有的黃金稻米品種,使其較原先粳稻品種具有更多的β-胡蘿蔔素,其研究人員表示未來若能成功推廣並取代現有70%的稻米食用量,那麼將能明顯改善落後維生素A、鐵和鋅等微量營養素之補充。

在溫室中持續測試多元營養素之稻米新品種

新的多元營養稻米品系目前仍處於測試階段,其在溫室中已完成其各種微量營養素含量之分析,同時將進一步進行品系改良,下一年度將計劃在特定田間進行作物實際種植測試,以確定作物在野外及溫室中所表達的生物及理化特性是否一致,並能提供農民在田間進行生產。