2007年，南京農業(yè)大學農業(yè)資源與生態(tài)環(huán)境研究所教授潘根興及其研究團隊，在全國六個地區(qū)（華東、東北、華中、西南、華南和華北）縣級以上市場隨機采購大米樣品91個，檢測結果表明：10％左右的市售大米鎘超標。這篇后來發(fā)表在《安全與環(huán)境》雜志的論文，也成為2011年“鎘米危機”的來源。
　　鎘是一種劇毒金屬元素，會對人的呼吸系統(tǒng)和生殖系統(tǒng)造成巨大的破壞，還能損傷腎臟和骨骼。1950年，日本富山縣出現(xiàn)了集體鎘中毒事件。鎘中毒會讓患者覺得極度疼痛，因此被一些醫(yī)生稱為“痛痛?。╥tai-itai disease）”。經過調查，這些患者是吃了被污染的稻米以后才中毒的。富山縣附近長期以來存在很多礦場，這些礦場把鎘排進河流里，被河水灌溉的水稻就會吸收積累鎘，成為“毒米”。最近幾年，臺灣和廣西也先后出現(xiàn)水稻被鎘污染的事件，引起了社會恐慌。
　　 對于一個遠離工業(yè)生產第一線的普通人來說，最大的攝入鎘元素的途徑來自大米食物。稻米本身不需要鎘這種重金屬元素，卻很愛把鎘從土壤中吸收進植株里。潘根興的研究團隊就發(fā)現(xiàn)，中國南方酸性土壤B2mfATT9sNXbwZNfjLh5Aobm2wNm5CDR9WD4+oo82wc=種植超級雜交稻比常規(guī)稻更易吸收鎘。
　　 長期以來，不同領域的生物學家注意有一類基因可以編碼運輸金屬離子的蛋白質。他們把這一大類基因命名為Nramp。
　　最近，日本岡山大學的教授馬建鋒和他的研究團隊分析亞洲水稻（Oryza sativa）中一個Nramp基因的功能，這個基因在家族里排行第五，所以名為Nramp5。馬建鋒和他的同事們發(fā)現(xiàn)，Nramp5基因可以賦予水稻吸收錳和鎘的能力。隨后，他們的研究結果被發(fā)表在了植物學的著名期刊《植物細胞（The Plant Cell）》上。
　　Nramp5基因可以編碼一個類似“水泵”一樣的蛋白質，不過這個蛋白質不是向植物體內泵水，而是泵入金屬元素。Nramp5主要在植物的根部出現(xiàn)—這一點都不奇怪，畢竟根才是植物從土壤中吸收各種營養(yǎng)的器官。為了進一步研究Nramp5的功能，研究人員通過一些生物技術把這個基因從水稻的體內“敲除”了。在失去了Nramp5基因以后，水稻中的鎘含量出現(xiàn)了驚人的下降，還不到原來的十分之一。
　　從生物技術的角度來說，只要種植這種不含Nramp5基因的水稻，就可以有效地解決水稻中鎘富集的問題。做到這點并不難—缺失吸鎘基因的品種已經在實驗室里出現(xiàn)了。但是，這種方法卻行不通。因為研究人員發(fā)現(xiàn)，Nramp5不僅會把土壤中的鎘吸入大米植株，還擔負著吸收其他必需金屬元素的任務。如果簡單地把Nramp5敲掉，大米固然不會吸鎘，但是攝取錳元素的能力也被破壞了。錳和鎘不同，可以幫助很多植物體內的酶執(zhí)行不同的功能，所以是水稻的必需元素。實驗表明，缺少了Nramp5的水稻的產量比正常水稻降低了近90%。
　　為了減少水稻中的鎘而在產量上做出如此大的犧牲顯然是不能接受的，所以，科學家下一步希望僅僅改變Nramp5通道的選擇性，讓它只吸收植物必須的錳，而把對人體有害的鎘拒之門外。要做到這點并不容易，需要對這個蛋白質通道有更加深入透徹的了解才行，科學家們還有更多的工作要做。