研究揭示水稻中汞、硒的暴露途徑

　　汞污染區稻米富含甲基汞是一個普遍現象，稻米甲基汞污染對人體健康的影響不容忽視。汞的毒性與其化學結構（分子結構）密切相關，如：二甲基汞衍生物是劇毒物質，硒化汞可在生物體內富集但毒性較小，氯化甲基汞的毒性是半胱氨酸甲基汞的10倍以上。由于甲基汞與巰基（-SH）間具有極強的親和力，因此，游離的甲基汞（CH3Hg+）在生物體內不會大量存在，而一般是與含有巰基的生物大分子，如與半胱氨酸（Cysteine）、谷胱甘肽（Glutathione）、清蛋白（Albumin）等進行配位，不同的配位方式決定了甲基汞在生物體內的運移行為。例如，與谷胱甘肽配位的甲基汞很難被吸收、運移，表現出生物體對甲基汞的解毒作用；與半胱氨酸結合的甲基汞則易于穿過血腦和胎盤屏障，直接對生物體靶器官產生毒害作用。從分子生物學的角度來看，明確稻米中汞的空間分布特征、化學形態及其結合方式，是全面理解其生物有效性、新陳代謝過程及毒性特征的前提，在汞的毒理學研究領域具有非常重要的理論和現實意義。

　　中國科學院高能物理研究所多學科研究中心生物醫學組趙甲亭、高愈希等人基于貴州清鎮汞污染現狀，通過實驗室模擬水稻汞暴露劑量及條件，利用同步輻射技術、電感耦合等離子體質譜技術（icp-ms）等金屬組學方法，詳細研究了水稻植株內的硒、汞相互作用，相關研究成果以題為seleniummodulatesmercuryuptakeanddistributioninrice(oryzasatival.),incorrelationtomercuryspeciesandexposurelevel的研究論文發表在國際金屬組學專門雜志metallomics上。該工作中的x射線熒光成像（xrf）得到了北京同步輻射裝置4w1b實驗站陳棟梁等的大力支持。

　　我國是亞洲最大的汞生產和使用國，長期的汞礦開采、冶煉、涉汞物品使用以及燃煤等造成了部分地區嚴重的汞污染。水稻可以吸收、轉運和富集汞，因此，食用稻米是我國居民汞暴露的一條重要途徑。硒是人體必需的一種微量元素，對維系機體生命活動具有重要的意義，并可拮抗汞的毒性。

　　該研究通過利用實驗室水培，結合土培方法對汞暴露水稻進行適量的補硒，發現補硒不僅可以提高稻米的產量，而且可以降低水稻各組織中的汞含量，抑制水稻對汞的吸收、轉運和蓄積。硒在降低稻米糊粉層中汞含量的同時，還可以顯著降低汞在稻米胚部位的蓄積，說明硒可以緩解汞對水稻發育的影響。研究中還發現，硒對水稻中無機汞的吸收、轉運和蓄積的抑制作用要比對甲基汞的影響更顯著，提示水稻對無機汞和甲基汞的吸收、轉運和蓄積過程不同。該研究表明硒可以降低汞對水稻的植物毒性，并且抑制汞在稻米中的蓄積，對進一步探索提高我國汞污染區稻米質量的途徑具有重要意義。除水稻外，高能所多學科中心還利用金屬組學方法研究了大蒜、線蟲、小鼠、大鼠及人體內的硒汞拮抗作用。