2013中国作物营养强化项目研讨会纪要
图microessentials.com
2013年11月16-17日，2013中国作物营养强化(HarvestPlus-China,HPC)项目研讨会在深圳市召开。此次会议由中国农业科学院生物技术研究所、中国作物营养强化项目主办，由深圳市农科集团有限公司承办。来自国际食物政策研究所、世界渔业中心、国际农业研究磋商组织、巴西生物强化、比尔及梅琳达•盖茨基金会中国办事处、美国康奈尔大学、普渡大学等国内外先进院所的相关领域专家学者共计70余人参加了此次会议。
HPC顾问委员、中科院陈晓亚院士主持开幕式，HPC项目副主任、康奈尔大学雷新根教授致欢迎辞。深圳市农科集团李京生董事长代表会议承办方致辞，深圳市副市长唐杰发表讲话。国际生物强化（HarvestPlus,HP）项目主席Howarth Bouis博士和中国农科院生物技术研究所张春义副所长分别对国内外嘉宾进行了介绍。
研讨会期间，围绕项目资助的9个课题24位受邀专家学者分别从营养强化甘薯和马铃薯、水稻和小麦遗传育种、作物营养强化经济效益、玉米遗传育种、生物强化小麦营养研究等9个主题进行了报告，与会专家热烈讨论、交流，共同探讨HPC项目亟待解决的问题与最新研究方向，项目研究团队掌握了相关研究领域的最新进展。
会议重点进行了九个主题的报告和讨论，共有24位专家学者在会上报告了各自的工作进展和所取得的成果。
主题1: 营养强化甘薯和马铃薯研究（Howarth Bouis博士主持）
3,来自江苏徐州甘薯研究中心的李强教授承担项目课题“高类胡萝卜素甘薯的育种、鉴定和推广”。此次报告题目为“富含胡萝卜素/花青苷甘薯品种的选育与示范”。他的团队在过去两年培育成了优良的甘薯品种Xu083228，具有较高的胡萝卜素含量、干物率和产量。并有一个紫薯品种通过品种审定。同时建立一个脱毒种子生产推广体系，并在目标地区建立2000公顷的繁育基地、开展技术培训。开发多种薯类食品，营养成分分析及可利用度成为下一步的工作内容。同时继续加强培育种质的区域试验、审定与推广。
4，国际马铃薯中心（CIP）—亚太地区中国办事处项目主任谢开云做了题为“中国马铃薯营养强化前景”的报告。CIP拥有近8000份种质资源，已开展大量马铃薯铁和锌的强化工作，进行了全面的马铃薯营养分析与评价工作。他指出，中国不仅是马铃薯种植大国，消费量实际上也要高于大众的想象，但是单产量却仅仅是发达国家的三分之一。同时我国马铃薯种植地区和贫困地区的重合度很高，因此马铃薯强化工作在中国具有巨大潜力。但是具体品种在不同环境下的营养成分、养分变化仍需进一步的试验鉴定，马铃薯的经济效益需要更多的数据分析，农民接受与认可营养强化马铃薯需要更多的宣传工作，这些将成为今后HPC与CIP-china主要合作内容。
5，甘肃省经济作物技术推广站赵贵宾站长的报告题目为“甘肃省马铃薯生产现状及营养强化研究进展情况介绍”。甘肃马铃薯种植面积全国第二、产量全国第一，多样的气候、良好的土壤、与马铃薯块茎形成同步的降雨期、较大的昼夜温差为淀粉加工型、全粉加工型、早熟菜用型甘薯均提供了良好的种植环境。项目于今年5月在甘肃召开研讨会议，深入探讨了甘肃开展马铃薯营养强化工作的可行性，目前甘肃已开展了主栽品种营养成分分析的初步研究。
6，深圳农科集团候学瑛副研究员的报告题目为“广东省甘薯生物强化”。甘薯作为广东省重要的主食作物，种植区域十分广泛，产量位居全国第四位。目前广东甘薯产业开始将高淀粉、高胡萝卜素、良好抗性的高品质品种作为最新的发展方向。已育成并通过审定的广薯79、广薯98富含胡萝卜素，广紫薯一号富含花青素和维生素c。基于广东的良好基础和未来的产业规划，迫切需要加快甘薯生物强化的步伐。
7，同样来自深圳农科集团的郑平副研究员做了题为“富含β-胡萝卜素/花青素甘薯引种筛选研究”的报告。通过与本地广薯87和广紫薯一号的对照种植，鉴定引进品种在大中薯率、β-胡萝卜素、花青素等品质性状的表现，筛选出富含β-胡萝卜素的广薯79和南薯010，富含花青素的南紫薯008和徐紫薯3号为适合在广东地区种植的富含营养素的甘薯品种。
HPC顾问委员、世界渔业中心的Shakuntala Thilsted教授对以上报告进行点评：她表示在亚洲马铃薯是消耗量最大的蔬菜，因此如何将马铃薯嵌入到日常饮食的膳食平衡中比较关键，比如儿童对胡萝卜素的吸收率较低，因此可以制造深加工甘薯饼干，相关调查表明甘薯饼干的颜色和口感比较受小孩喜爱。另外，和其他作物的供应期互补种植、烹调方式对于营养成分的影响、复合多种营养素的单一产品等都是有待解决的研究课题。
主题2 : 水稻和小麦育种与遗传学研究（国家玉米改良中心主任李建生教授主持）
8，舒庆尧教授，代表浙江大学寿惠霞教授承担课题“应用基因工程手段提高水稻籽粒中的铁含量及其生物利用率 ”进行了报告。报告题目是：“高锌水稻的前育种研究”。筛选出不同突变位点的5个突变体材料进行实验分析，发现2-PGK 基因突变确实能提高水稻的锌含量，初步研究XQZ-lpa和XS-lpa的双突变体对锌含量提高同样有效，但是需要进一步的鉴定研究。另外，为了探寻与锌的吸收、转运、分布的相关基因，对不同区域、不同年份种植的水稻材料进行锌含量测定和锌功能基因的基因分型，初步定位一个锌含量基因位点OsZIP4-1。下一步将继续围绕这两个研究领域开展工作。
9，中国农业科学院作物科学研究所的徐建龙研究员主持项目课题“富铁水稻品种选育”。此次报告题目为“富锌水稻选育与锌含量基因定位”。借助传统育种手段，分别以高锌、高铁、高锌高铁三个水稻品系作为供体亲本，与目标地区配合力高的恢复系进行杂交，从614个杂交后代中挑选出542个作为高产高锌小麦的研究材料。同时以转基因和突变体水稻亲本作为供体，与恢复系和保持系杂交获得157份杂交后代作为育种材料，对F1代测试，鉴定出26个以Ce258做为回交亲本的F1子代具有高恢复力。新培育的中广优5号和沁优5两个高锌品种锌含量分别达到了21.56和20.33㎎/kg。通过对遗传后代表型和数量性状定位发现IR69428供体亲本具有最多的微量营养素相关的等位基因。
10，吴慧兰 中科院遗传与发育研究所，凌宏清教授承担项目课题“小麦中两个bHLH转录因子的功能分析 ”的团队成员，此次报告题目为“栽培小麦谷粒铁锌含量相关基因的QTL定位”。小麦品种JD8和AK58杂交，以206份F4子代和2个亲本作为实验材料，采用原子吸收分光光度计法测定铁、锌含量，并用114对SSR标记进行QTL定位，初步假定TRIUR3_33178为控制铁/锌透性酶的相关基因，定位在2A染色体上。接下来将围绕鉴定TRIUR3_33178基因功能开展工作。
11，来自中国农业科学院作物科学研究所的张勇研究员承担项目课题“ 富铁/锌小麦基因型筛选及其营养功能的研究 ”，此次会议的报告题目为“铁/锌生物有效性和锌转运相关基因的QTL定位”。24个小麦品种在7个地域的田间试验结果显示：基因型环境互作可以显著影响小麦铁锌含量；京冬8是优良的富锌/铁小麦品种，推荐用于今后的人体试验。另一项研究结果表明，施用锌肥可以显著提高锌向小麦籽粒的转运，同时茎叶中的锌含量也有所增加。 课题组以中优9507和CA9632 为亲本产生的70个单倍体加倍系为材料进行QTL定位，截止目前没有发现与铁锌含量相关的位点，这将成为下一步的工作重点。
12，浙江大学的卢玲丽博士是杨肖娥教授课题“水稻中锌/铁浓度及生物利用率的研究 ”的团队成员，在报告中分享了课题组最新的研究进展。在锌肥中分别添加适量的磷和硫，可以提高精白米产量，同时显著提高籽粒中锌含量和锌的生物利用率；水稻接种从锌超富集植物东南景天中提取的内生菌后，在水培条件下培养30天，发现水稻根部形态改善，收获时水稻的锌浓度、锌积累量分别有6%-20%和40-50%的提升；在发芽期添加适量锌/铁硫酸盐同样可以提高水稻中锌/铁含量。
13,Parminder Virk 博士是国际HarvestPlus项目作物发展部的负责人，报告题目为“孟加拉国富锌水稻现况和发展前景”。HarvestPlus在孟加拉最新释放两个水稻材料，BRRI dhan62和BR7517-2R-27-3，在21个区域的验证试验中，这两个材料开花期提前7-12天，收获期提前了2周，同时产量、谷粒性状表现良好。经过在80个区域的多点试验和品种试验，田间性状评价和锌含量测定，释放了富锌水稻品系BR7840-54-1-2-5。最新研究结果认为人体的锌供给应该从过去的1.86 mg/天提升至2.5-2.9 mg/天，为育种家培育营养强化小麦提供了最新的育种目标。
14，B. P. Mallikarjuna Swamy博士来自国际稻米研究所，他的报告题目是“锌富集水稻品种的开发”。针对孟加拉国、菲律宾和印度尼西亚以水稻为主要主食的国家，预期将水稻锌含量从当前的12-16ppm提升至24-28ppm。目前已在孟加拉国投放水稻品系BRRI dhan 62，锌含量可达到22-27ppm。同时在菲律宾和印度尼西亚开展多点试验，比较不同水稻材料的锌含量和其它指标，鉴定优良种质。
HPC顾问委员、澳大利亚弗林德斯大学的Robin Graham教授点评了主题2的报告内容。
主题3：作物营养强化经济效益研究
15，来自中国科学院农业政策研究中心的李路平副研究员承担项目课题“作物营养强化的经济效益分析——富铁/锌小麦项目 ”，此次会议他围绕这一主题进行了报告。基于已有的数据分析，项目团队初步推断：由于缺锌，每年疾病负担造成约120万DALY单位的损失，如果推广富铁小麦品种，可以将损失降低40万个DALY单位，带来每年超过400亿的经济效益。
雷新根教授点评了主题3的报告，指出我们以往都在研究单一作物的经济效益，实际上膳食是多元化的，因此综合的评价可能更具现实意义。另外应该以动态方式评价营养强化作物的经济效益。重点受益人群和受益点同样是作物营养强化经济效益研究工作的重点。
主题4: 玉米育种和遗传学（HPC副主任张春义研究员主持）
16，刘丽博士来自云南省农科院，番兴明教授项目课题“高维生素A源玉米品种的传统育种及分子育种研究 ”的团队成员，报告题目“高维生素A源鲜食玉米的种质开发与创新”。LycE 和Crt-RB1是鲜食玉米维生素A源含量控制的相关基因，课题组通过对大量种质的PCR检查，最终确定了37个Crt-RB1和5个lcyE 有利等位基因变异的的玉米基因型。同时初步确定了18个胡萝卜素含量相关位点。课题培育的高维生素A源玉米品系YR506的胡萝卜含量超过15ug/g，目前已生产1吨YR506种子应用于推广种植。
17，中国农科院作物科学研究所的郝转芳副研究员承担项目课题“通过传统育种与生物技术手段培育富含铁元素的玉米品种 ”，此次的报告题目为“富铁/锌优质蛋白玉米的开发与培育”。对33份玉米杂交种、地方品种、自交系进行营养评价，通过铁、锌含量的测定，鉴定出5份甜玉米和8份糯玉米自交系，铁、锌含量分别高于23mg/kg和21mg/kg。为了培育富铁/锌优质蛋白玉米，将富铁/锌玉米与优质蛋白玉米回交，提高赖氨酸和色氨酸含量的opaque-2 基因，目前进行到F1子代铁锌含量测定和评价阶段。
18，Michael Gore博士来自康奈尔大学，报告题目为“建立玉米生物强化的遗传基础”。利用嵌套联合作图在分子水平上对玉米综合性状进行统计分析，以全基因组的1,4000个SNP建立逐步回归模型,通过与谷粒橙色可见度的关联分析，鉴定与生育酚（维他命E）相关的基因片段，目前确定了5个常见的QTL 和6 个罕见QTL（y1, zep1, ccd1, lycE, zds1, and crtRB1）为籽粒从白色变为橙色的重要位点。检测发现玉米中生育酚的含量普遍较低，将通过提高生育酚含量来开发维生素E强化玉米。
主题5: 营养研究
19，霍军生研究员来自中国疾病预防控制中心营养与食品安全所，此次报告题目为“铁锌营养强化小麦方案可行性研究”。课题将在我国铁/锌缺乏的高危地区募集志愿者学生，分为两组，一组根据试验设计每天食用一定剂量的营养强化面粉，一组食用非营养强化面粉，维持至少8个月后，通过评估试验学生的膳食结构、人体测量指标、生物化学指标、学校行为和表现等，评价铁锌强化面粉的营养功效，并进行可行性分析。
20，Mourad Moursi博士是国际HarvestPlus项目的营养学家，报告主题为“生物强化作物的营养研究进展”。项目在印度、菲律宾、墨西哥、卢旺达4个地区针对不同年龄段的缺铁和贫血人群分别提供珍珠稷、水稻、黑豆、豆制品4类铁营养强化食物，通过统计食物摄入量、食物含铁量、铁摄入量、铁吸收量，进行营养评价，结果显示珍珠稷具有最强的功效表现强度，强化后的珍珠稷补铁效果提升1.64倍，食用富铁珍珠稷6个月后，试验人群的缺铁率（铁蛋白＜15mg/L）从47%下降到23%。
HPC顾问委员、美国康奈尔大学的Ross Welch教授进行了点评。他指出生物强化的营养研究有两个层面：作物吸收土壤中营养元素的效率和人体吸收作物中营养素的效率。植物性食物的育种目标要考虑到可食用部分的营养浓度、加工和煮熟之后保留的营养成分、生物利用率、目标人群每天需要消耗的量、满足目标人群营养需求所需要植物性食物的量和目标人群微量营养健康状态等因素。
主题6: 拉丁美洲生物强化
21，Marilia Nutti博士和Jose Luiz Carvalho博士是巴西生物强化的负责人，研讨会上介绍了巴西生物强化项目自2003年成立以来在拉丁美洲和加勒比地区开展生物强化工作的经验和成果。围绕玉米、南瓜、珍珠稷等8种主要主食作物开展了营养强化研究，已经释放了11个通过育种手段改良的强化作物品种。同时评估生物强化作物品种的生物利用率、营养素吸收率、农民和消费者接受度，结果都令人满意。项目最新启动了“食物篮子”工程，通过提供多种强化食物的膳食，改善目标地区的营养状况。巴西项目致力于向非洲提供技术支持，向萨尔瓦多、尼加拉瓜、危地马拉、等6个国家和地区提供了多种富含铁/锌的营养食物。刚果的类胡萝卜素分析实验室即将建成，非洲的HarvestPlus 释放作物综合分析平台也在筹建之中。
主题7: 加强与非洲合作
22， 姚竹云博士是比尔和梅琳达盖茨基金会（BMGF）中国办事处的高级项目官员，会议上做了题为“BMGF农业发展和中国项目”的报告。农业是BMGF的重点资助领域，因为全球75%的贫困人口依托于农业，农业发展是解决贫困最直接和有效的手段。BMGF在2010年制定了为期20年的农业发展目标：以小农户的种植作物和饲养牲畜为目标，通过改善贫困农民的自给自足来降低撒哈拉以南非洲国家（SSA）和南亚国家(SA)小农户的饥饿和贫困。中国将作为BMGF全球农业发展项目的重要合作伙伴，像SSA和SA输出产品、技术和资源。目前已经和中国农业科学院确定合作项目，计划研发高抗性、高产、低投入的“绿色超级水稻”，并制定了阶段性的进展规划。
普渡大学的Torbert Rocheford教授点评了这一主题。Torbert 教授首先介绍他在富胡萝卜素玉米分子育种方面的研究进展，品种育成后将投放到赞比亚、津巴布韦等非洲国家。除了产品、他同样推崇提供技术支持、建立非洲工作站等可持续的扶持方式。
主题8: 生物强化制度建设（HPC顾问委员Jeroen Bordewijk博士主持）
23，中国-巴西农业科学联合实验室的负责人Damares Monte博士参会并做了题为“中巴农业科技创新合作”的报告。“Embrapa and the Labex”是巴西政府为了加强国际科学技术和商业合作启动的项目，中巴联合实验室于2011年在中国启动，并确定了与中国农业科学院、中国科学院、中国热带农业科学院的合作关系。与农科院开展了“植物遗传资源特性、评价和交流”项目，完成了多种农作物、水果遗传资源的研究方法、种质资源、信息和人才的交流。下一步工作计划与中国热带农业科学院开展竹子的技术交流合作并建立6个专业技术中心。
24，国际HarvestPlus项目的标准和管理顾问Anne MacKenzie博士的报告题目是“国际上关于生物强化作物/食物标准的讨论”。目前存在多种对于“生物强化”概念的解释，没有统一的定义造成公众对于生物强化产品生产方式的误解，从而拒绝生物强化产品。因此加快相关标准的制定对于简化交易、降低风险、建立信任大有裨益。标准需要涵盖对于全部过程和产品的认证，为了确保标准的科学性，我们需要充分的医学证据。目前，Harvest-Plus正在积极参与世界卫生组织和粮农组织开展的食品标准计划，以此推动各国政府对于生物强化的重视和扩大市场需求。
HPC项目顾问委员Jeroen Bordewijk点评了以上报告内容，他谈到生物强化对于改善人体健康、造福贫困人口的积极意义不言而喻，这样一项复杂而巨大的工程必须要规范、合理，从而获得更高的效率，因此加快制度和标准的建设工作必须加快。
主题9: 植物矿质-有机营养
25， 吴良欢教授来自浙江大学，此次报告题目为“铁/锌叶肥改善甘薯营养品质的效果评价”。课题以南薯012、南薯010、南紫薯008为研究材料，在陆地和温室种植培养，施用铁肥、锌肥、铁锌复合肥、铁锌有机肥4种叶面肥料，测量铁、锌、类胡萝卜素含量和块茎产量，结果表明，铁锌有机肥的增产和改善营养品质效果最为理想。
