近日,我國科學家在國際上首次提出了“農業金屬組學”的概念及其英文詞匯“Agrometallomics”,并對農業金屬組學相關的分析技術和手段進行了系統綜述。該成果由中國農業科學院農業質量標準與檢測技術研究所“農產品質量安全風險評估”團隊完成,作為封面文章發表在《農業食品化學(Journal of Agricultural and Food Chemistry)》上。
金屬元素廣泛存在于農業領域的環境、動植物、農產品、肥料、飼料乃至病原微生物,據團隊專家李雪助理研究員介紹,農業領域常見的有毒重金屬就是類金屬砷類金屬,汞,鎘,鉻,鉛等,這些不是人體必須的微量元素,所以國標里面會規定限量值,因為超過人體耐受劑量就會產生明顯毒性。但是農業金屬組學涵蓋所有的(類)金屬元素,比如體內必須的銅,鐵,硒等元素,是參與動植物體內營養代謝必須的元素,但是對于這類金屬,它們超過一定濃度,也會干擾其正常的代謝行為。
“所以在農業領域,需要這樣的一系列金屬組學相關技術,對重金屬的種類、含量、形態等關鍵特征予以表征。”李雪說。
“農業金屬組學”中包含的許多現代分析方法,特別是元素分析相關的技術,可助力探索包含環境、基因、代謝物、蛋白質、脂類和糖類等物質中與元素相關的諸多未解之謎。
據介紹,農業金屬組學是研究現代農業科學中金屬組與農業生命和介質中基因、蛋白質、代謝物或其他生物分子的相互作用和功能性系統研究的交叉學科。其相關技術主要包括基于質譜、光譜的多元素和同位素高靈敏分析技術;基于色譜、能譜以及高能射線的元素價態和形態分析技術;基于特殊進樣裝置的元素空間和微區分布分析技術等。
李雪介紹,“農業金屬組學”所包含的一系列的分析技術,不僅可以用于農產品產地溯源、重金屬現場快速檢測,還將對農業領域元素相關的生命活動、存在演化、富集遷移規律研究,乃至環境保護、植物營養、疫病防控、食品安全等諸多領域發展起到基礎性和支撐性作用,對于農業領域農產品質量安全監測、風險檢測與評估以及農產品的質量安全控制方向具有重要意義。
該研究得到國家重點研發計劃、國家自然科學基金、中國農業科學院科技創新工程的支持。