PNAS：精准编辑 OsNramp5 让水稻走向“低镉不减产”，重金属治理开始更接近可育种方案

顶级刊物论文速递 · 发布 2026-06-24T13:18:48+08:00 · 更新 2026-06-24T13:23:34+08:00

中国科学院 6 月 24 日发布消息称，遗传与发育生物学研究所等团队在 PNAS 发表研究，通过对水稻金属转运蛋白基因 OsNramp5 做单碱基精准编辑，获得了能够显著降低籽粒镉积累、同时尽量保持产量和关键微量元素稳定的新等位变异。它的新闻点不只是“又一个低镉材料”，而是把重金属治理从经验筛选推进到可解释的转运选择性重写。当前不确定性在于，多地点、多年份和复杂污染土壤条件下的复现与推广数据尚未公开。

中国科学院 2026 年 6 月 24 日发布消息称，遗传与发育生物学研究所等团队在 PNAS 发表研究，通过对水稻金属转运蛋白基因 OsNramp5 做单碱基层面的精准编辑，获得了一个能够显著降低籽粒镉积累、同时尽量保持产量和关键微量元素稳定的新等位变异。镉污染农田并不是一个抽象环境议题，它会沿着土壤到主粮再到人体的链路累积健康风险；而传统思路里，降低水稻吸镉往往伴随锰等必需金属离子吸收受损，结果就是“安全一点但减产明显”。这篇论文的新意在于，它不是简单敲掉通道，而是试图把转运选择性重新调准。

公开线索显示，研究团队以 OsNramp5 为靶标，做了碱基编辑饱和突变筛选，最终锁定 I441T 这一关键替换。按照中科院发布的解读，这个突变体的籽粒镉含量显著下降，而株高、分蘖数、单株产量、秸秆生物量等主要农艺性状与野生型相比没有明显变化，锰、锌、铁等关键微量营养素在籽粒中的含量也保持稳定。机制上的关键不是“完全关闭镉入口”，而是 I441T 主要提升了 OsNramp5 对锌的选择性，使根细胞内锌浓度升高后，在木质部装载环节对镉形成更强竞争，从而减少镉向籽粒转运。

这类结果值得关注，是因为它把“低镉稻”从经验筛选和大范围回交育种，往前推了一步到可解释、可设计的转运体调控。对农业科研和监管部门而言，真正有价值的不是单一实验室材料本身，而是它展示了一条更细的育种路线：既不把安全性改善完全建立在产量牺牲上，也不把问题留给后端检测和流通环节。若这一策略能在更多遗传背景和污染梯度下复现，它会影响地方低镉品种选育、受污染农田利用方式以及粮食安全治理中的技术工具箱。

但这篇论文的边界也需要写清。当前公开细节主要来自中科院科研进展解读和 PNAS DOI 页面，可核验的是突变位点、方向性机制和“低镉不减产”的田间结论；尚未看到更大范围多地点、连续多年、复杂土壤条件下的推广数据，也无法仅凭这一次研究判断商业化育种与监管审批速度。后续更值得观察的是，不同生态区复现情况、是否存在背景依赖效应，以及这一等位变异在真实污染农田中的稳定表现。

信息来源

• 中国科学院：科学家实现水稻“低镉不减产”
• PNAS DOI: 10.1073/pnas.2610609123

可信度说明

来源组合为中国科学院科研进展解读加 PNAS 正式 DOI 页面，论文属于已发表期刊论文而非预印本。需要注意的是，中文机构稿对应用前景有明显转化导向，外部读者若要评估推广可行性，仍应等待论文全文中的多环境试验、统计方法和遗传背景细节进一步核验。