日本发现防止镉蓄积水稻基因
水稻根系对镉胁迫的反应及其机制研究
水稻根系对镉胁迫的反应及其机制研究水稻是世界上最重要的粮食作物之一，但受环境污染的影响，水稻的产量和品质受到了越来越大的影响。
镉是一种常见的重金属污染物，可以通过空气、水和土壤传播而污染水稻种植区域。
因此，了解水稻对镉胁迫的反应和机制对水稻生产具有重要的意义。
一、镉胁迫对水稻的影响镉是一种常见的重金属污染物，对水稻生长和发育有很大的影响。
水稻的根系是直接暴露在土壤中的部分，因此，对于镉胁迫反应的研究主要是集中在水稻根系上的。
1. 影响水稻生长和生理特性镉胁迫会抑制水稻的生长，导致植株形态退化，叶片发黄，叶面积减小。
同时，镉胁迫还会影响水稻的光合作用和呼吸作用，降低植株的光合效率和呼吸能力，导致光合产物的积累减少，进而影响水稻的产量和品质。
2. 损伤水稻根系镉胁迫会导致水稻根系的生长和发育异常，甚至引发根系失活。
此外，镉可以积累在根系中，导致根系系统被镉毒性损伤，进而影响水稻对营养物质的吸收和利用。
二、水稻根系对镉胁迫的反应为了适应镉胁迫环境下的生长，水稻根系可以通过一系列的反应来应对镉的胁迫。
1. 吸收镉和转运镉水稻根系可以通过调节镉在根系中的吸收和转运，减少镉对整个植株的毒性损害。
对于水稻根系而言，吸收镉的途径主要包括根壁吸附和离子通道吸附两种途径，而转运镉的途径主要包括根系内转运和整个植株的转运两种途径。
2. 激活抗氧化防御系统水稻根系可以通过激活抗氧化防御系统来减轻镉胁迫对植株的毒性影响。
抗氧化防御系统包括一系列酶和非酶抗氧化物质，在应对镉胁迫时，它们可以主要通过清除氧自由基、减轻细胞膜氧化损伤和维持细胞内电路平衡等途径减轻镉胁迫对植株的毒性损害。
3. 激活细胞壁改建和金属离子胁迫响应机制水稻根系可以通过激活细胞壁改建和金属离子胁迫响应机制来适应镉胁迫环境。
细胞壁改建可以促进细胞壁的合成和组装，增强植物细胞壁的硬度和稳定性，从而减少镉对细胞壁的损害。
而金属离子胁迫响应机制可以促进细胞内金属离子的转运和定位，从而维持细胞内金属离子的平衡。
镉胁迫对不同基因型水稻生长和镉吸收的影响
Ａ ｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ： Ｉ ｎ ｔ ｈ ｉ ｓ ｐ ｏ ｔ ｅ ｘ ｐ ｅ ｉ ｒ ｍｅ ｎ ｔ ｓ ， ｔ ａ ｋ ｅ ｎ ａ ｒ ｉ ｃ ｅ ｃ ｕ ｌ ｔ ｉ ｖ ａ ｒ ， ｉ ｔ ｓ ｓ ｔ ｅ ｉ ｒ ｌ ｅｌ ｉ ｎ ｅ ｓ ｎｄ ａ ｒ ｅ ｓ ｔ ｏ ｒ ｅ ｒ ｌ ｉ ｎ ｅ ｓ ａ ｓ ｔ ｅ ｓ ｔ ｅ ｄ ｏ ｂ ｊ ｅ ｃ ｔ ｓ ， ｈｅ ｔ Ｓ ￣ ｕｓ ｔ ｏ ｆ ｒ ｉ ｃ ｅ ｇ ｒ ｏ ｗ ｔ ｈｉ ｎ ｄ ｉ ｆ ｅ ｒ －
型水稻耐 受锅 的浓度约为 ０ ． ３ ｍ Ｓ ／ ｋ ｇ 。 关键词 ： 基 因型 ； 水稻 ； 镉 中图分类号 ： Ｓ １ ５； Ｘ ５ ３ 文献标识码： Ａ
Ｅｆ ｆｅ ｃ ｔ ｓ ｏ ｆ Ｃａ ｄ ｍｉ ｕ ｍ Ｓ ｔ ｒ ｅ ｓ ｓ ｏ ｎ Ｇｒ ｏ ｗｔ ｈ ａ ｎ ｄ
ｉ ｒ ｎ ｇ ｓ ｔ ａ ｇ ｅ ． ｈｅ Ｔ ｐ ｌ ａ ｎ ｔ ｈ ｅ ｉ ｇ ｝ ｌ ｔ ｎｄｔ ａ ｈ ｅ ｅ ｒ ｒ ｌ ｅ ｎ ｇ ｔ ｈ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｓ ａ ｍｅ ｇ ｅ ｎ ｏ ｔ ｙ ｐ ｅ ｅ ｕ ｈ ｉ ｖ ｒｓ Ｒ ｗ ｅ ｅ ｒ ｎ ｏ ｔ ｓ ｉ ｇ ｎ ｉ ｉ ｆ ｃ ｎｔ ａ ｌ ｙ ａ ｆ ｅ ｃ ｔ ｄ ｅ ｂ ｙＣ ｄ ｃ ｏ ｎ ｃ ｅ ｎ ｔ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｓ ． Ｅ ｆ ｃｔ ｅ ｉ ｖ ｅ ｅ ａ ｒ
ａ ｔ ｌ ｏ ｗ Ｃｄ ｃ ｏ ｎ ｃ ｅ ｎ ｔ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｈ ｕ ｔ ｄ ｅ ｐ ｅｓ ｒ ｓ ｅ ｄ ａ ｔ ｈ ｉ ｇ ｈ ｅ ｒ Ｃｄ ｃ ｏ ｎ ｃ ｅ ｎ ｔ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｓ ． ｗｈ ｉ ｌ ｅ ｔ ｈ ｅ ｓ ｔ ｅ ｒ ｉ ｌ ｌ ｉ ｎ ｅ Ｉ １－ ３ ２ Ｂ ｗａ ８ ｎ ｏ ｔ ｓ ｅ ｎ ｓ ｉ ｔ ｉ ｖ ｅ ｔ ｏ Ｃｄ ｓ ｔ ｒ ｅ ｓ ｓ ｄ ｕ ｒ ｉ ｎ ｇ ｒ ｉ ｃ ｅ ｔ ｉ ｌ ｌ ｅ —
水稻耐镉胁迫的生理响应
水稻耐镉胁迫的生理响应在过去的几十年中，科学家们对水稻耐镉胁迫的机制进行了广泛的研究。
水稻基因组的研究表明，许多基因参与了水稻对镉的耐受性。
这些基因涉及到镉的吸收、运输、解毒和耐受性等多个方面。
水稻的遗传机制也对其耐镉胁迫的能力具有重要影响。
当水稻受到镉胁迫时，其体内会发生一系列生理响应。
其中，脯氨酸含量的增加是水稻耐镉胁迫的一个重要特征。
脯氨酸作为一种重要的渗透调节物质，可以帮助水稻适应镉引起的氧化应激。
镉胁迫也会导致丙二醛含量增加，而丙二醛是细胞膜损伤的一个重要指标。
还有研究表明，游离态钙离子在镉胁迫下也会发生变化，参与水稻耐镉胁迫的信号转导过程。
除了上述生理响应外，水稻在受到镉胁迫时，其细胞膜透性和光合作用也会受到影响。
在镉胁迫下，细胞膜透性增加，导致水分和营养物质流失，对水稻的生长产生不利影响。
镉还会影响光合作用过程中叶绿素的合成，导致光合作用效率下降。
为了提高水稻的耐镉性，可以采取一系列应对策略。
其中，优化耕作模式是一个重要的方面。
通过合理的轮作制度、施肥管理等措施，可以减少土壤中镉的积累，提高水稻的耐镉性。
加强土壤治理也是提高水稻耐镉性的关键措施。
例如，通过应用石灰、沸石等物质，可以降低土壤中镉的有效性，减少其对水稻的危害。
除了上述应对策略外，提高农作物的抵抗力也是一个有效的途径。
通过选育和推广耐镉性强、产量高的水稻品种，可以更好地适应镉胁迫环境，提高水稻的产量和品质。
对水稻进行基因编辑也是一项有前途的技术，可以通过编辑水稻基因组，提高其耐镉性和产量。
水稻耐镉胁迫的生理响应及其分子机制研究对于提高水稻产量具有重要意义。
通过深入了解水稻耐镉胁迫的机制，可以采取有针对性的应对策略，包括优化耕作模式、加强土壤治理、选育耐镉性强、产量高的水稻品种等措施，以减轻镉胁迫对水稻生长的不利影响，提高水稻产量和品质。
随着科技的不断发展，相信未来会有更多有关水稻耐镉胁迫的研究成果问世，为农业生产提供更多有效的技术支持。
水稻重金属镉污染研究综述
水稻重金属镉污染研究综述镉（Cadmium，Cd）是一种毒性极强的重金属元素，也是人体和植物非必需元素。
Cd 由于其在环境中具有很强的迁移转化特性及对人体的高度危害性而被列为《国家重金属污染综合防治“十二五”规划》重点关注的5大重金属污染元素之一（孙聪，2014）。
镉通过食物链进入人体后，会对人体肾、肺、肝、睾丸、脑、骨骼及血液系统等产生损伤，造成急性或慢性中毒，甚至癌变。
镉过量会抑制植物的生长。
水稻是中国第一大粮食作物，全国约有65%人口以稻米为主食，稻米的安全品质与人类健康密切相关，目前水稻生产正受到镉污染土壤的严重威胁（孟桂元，2015）。
与其它重金属元素相比，镉（Cd）对水稻显示出更大的毒性，镉的活性较强，容易被水稻吸收和富集，可以在不影响水稻正常生长的情况下积累较高含量的镉，重金属Cd通过灌溉在土壤中累积，且主要累积在0－20cm表层土壤（姜国辉，2012），经过根、茎、叶的吸收，最终迁移到稻米中，直接影响人类的健康。
据不完全统计，我国受镉污染的农田面积已超过20万hm2，每年生产镉含量超标的农产品达14.6亿kg（杨双，2015），由于重金属污染导致的粮食每年减产1000多万t，受污染粮食多达1200多万t，经济损失达200多亿元。
如在某安化县境内的某铀矿区，每年因污灌带入农田的镉达2-3kg/hm2，使近40km2的农田受到不同程度污染。
严重危害了广大人民群众的身体健康（贺慧，2014）。
目前土壤镉污染问题已成为国内外学者研究的热点之一（李启权，2014）。
国内、外关于土壤Cd污染对水稻的生态风险进行了大量的研究，主要集中在不同水稻对Cd的富集机理、Cd在土壤-水稻系统迁移转化的根际过程及分子机理与遗传规律、Cd诱导胁迫的生理生化特征及Cd污染土壤的生态修复等。
1、不同水稻对Cd的富集机理大量研究表明，由于遗传特性的不同，水稻对镉的吸收存在着很大差异，这种差异不仅表现在水稻的不同类型之间，也表现在不同品种之间。
水稻镉积累的遗传调控及低镉水稻育种的研究进展与展望
DOI:10.16605/ki.1007-7847.2021.08.0188水稻镉积累的遗传调控及低镉水稻育种的研究进展与展望收稿日期:2021-08-07;修回日期:2021-09-16基金项目:国家自然科学基金资助项目（32071930）;湖南省自然科学基金资助项目（2021JJ30445）;长沙市自然科学基金项目（kq2014076）作者简介:*通信作者:李东屏(1966—),男,湖南常德人,湖南师范大学教授,博士生导师,主要从事植物矿质营养生理与分子生物学研究,E-mail:*************.cn 。
李东屏1*,郝小花2,陈良碧1,田连福1(1.湖南师范大学生命科学学院作物不育资源创新与利用湖南省重点实验室,中国湖南长沙410081;2.湖南文理学院生命与环境科学学院,中国湖南常德415000)摘要:稻田重金属镉污染导致生产的稻米有不同程度的镉积累,长期食用镉污染的稻米危害人体健康甚至致病。
因此,研究水稻镉积累的遗传调控机制,培育低镉积累水稻品种,具有重要的理论意义和应用价值。
水稻吸收、转运和积累镉的特性存在遗传多样性。
近年来,有关水稻吸收和转运镉的遗传调控机制研究取得较大进展,人们鉴定出了多个相关的QTLs 、转运体及调控因子,发现了OsNRAMP 5基因在水稻吸镉中的关键作用及在低镉育种中的应用潜力;同时,在开发低镉分子标记基础上的分子聚合育种、低镉水稻种质资源培育方面也取得一定成效。
本文综述了水稻吸收、转运和积累镉的遗传调控及低镉育种的研究进展,并对水稻低镉分子聚合育种的前景进行了展望。
关键词:水稻;镉;基因;分子育种中图分类号:S330文献标识码:A文章编号:1007-7847(2021)05-0432-10Genetic Regulation of Cadmium Accumulation and Low-cadmiumRice Breeding:Progress and ProspectLI Dong-ping 1*,HAO Xiao-hua 2,CHEN Liang-bi 1,TIAN Lian-fu 1(1.Hunan Province Key Laboratory of Crop Sterile Germplasm Resource Innovation and Application ,College of Life Sciences ,Hunan Normal University ,Changsha 410081,Hunan ,China ;2.College of Life and Environmental Sciences ,Hunan Universityof Arts and Science ,Changde 415000,Hunan ,China )Abstract:Cadmium (Cd)pollution in paddy fields leads to Cd accumulation in grains of rice.Long-term con-sumption of Cd contaminated rice is harmful to human health.Therefore,it is of great theoretical signifi-cance and application value to study genetic mechanisms of Cd accumulation in rice and to cultivate low-Cdrice varieties.The characteristics of Cd absorption,transport and accumulation in rice have genetic diversity,though affected by environmental factors.In recent years,great progress has been made in research on the genetic regulation mechanisms of Cd absorption and transport in rice.Many Cd-linked QTLs,transporters and regulatory factors have been identified,and the key role of OsNRAMP 5in Cd absorption and its appli-cation potential in low-Cd rice breeding have been determined.With the development of low Cd molecular markers,novel low-Cd rice germplasm resources have been cultivated.In this paper,genetic mechanisms of Cd accumulation,the progress of low-Cd rice breeding,and the prospect of low Cd molecular pyramiding breeding of rice were reviewed.Key words:Oryza sativa L.;cadmium;genes;molecular breeding（Life Science Research ，2021，25（5）：432~441）·植物抗逆·第25卷第5期植物科学研究前沿专刊Vol.25No.52021年10月Frontiers in Plant Science Oct.2021. All Rights Reserved.第5期李东屏等：水稻镉积累的遗传调控及低镉水稻育种的研究进展与展望镉(cadmium,Cd)是一种重金属元素,自然条件下土壤本底Cd含量很低。
我国科研员研究发现水稻应答镉胁迫关键基因
果与 “ 重组 ｔ Ｐ Ａ ” 联合使 用可有 效减少 溶栓 导致 的脑 出血并 发症 ， 而且 免疫调节性 Ｔ细胞输 入在 中风发作 ２ ４ ｈ之后依然 有明显的治疗作用 。目前 ， 临床上治疗急性脑 中风唯一有效 的方法是在发病 ４ ． ５ ｈ的“ 时间窗 ” 内， 使 用药 物“ 重组 ｔ Ｐ Ａ ” 进行溶栓治疗 ， 但 目前 我国仅 有小于 １ ％ 的病人得 惠于 此项
属胁迫相关 。研究发现 ： 水稻金属耐 受蛋 白 Ｏ ｓ Ｍ Ｐ Ｔ １的编码
疾 和镰 状细胞血症 ， 而血小板则可用来 探查心血 管病并 治疗 凝血 障碍 。研究成果发表在《 血液》 杂志上。
研究 团队首先让这些 ｉ Ｐ Ｓ细胞接 触生长 因子 ， 随后用一
种 专利技术诱 导它们分化成 了红血 细胞 和血小 板。功能 性
表在美 国《 科学公共 图书馆 ・ 遗传卷》 月刊上。
实验发现 ， 如果切 除 一个名 为 Ｆ Ａ Ｔ １的基 因 ， 小 鼠面部 肌 肉和局部肩部肌 肉就会发育不正常 ， 成 年后 肌 肉也会过早
萎缩 。该基 因被切除 的小 鼠还会 表现 出视 网膜血管 异常 和
内耳畸形 。这些症状与 人类患 面肩肱 型肌 营养不 良症 的症 状极为相似 。此外 ， 面肩胛 肱型肌营养不 良症 患者在胎儿 阶 段Ｆ Ａ Ｔ １基 因的表达程度就显著低 于正常 人 ， 出生后这种 基 因发 生变异 的几率也较 正常人高 。 ［ 干 细胞技术 ］
疗法 。 我国科学家利用生理和代谢成像技术 “ 精确定位” 脑胶质瘤
据２ ０ １ ３年 ６月 １ ５日《 科技 日报》 报道 ， 美国西奈 山医院
翻耕稻田真的能治理重金属镉吗
翻耕稻田真的能治理重金属镉吗？2015-04-15 14:25:34 | 作者：陈能场时下，不少土壤污染项目采用翻耕或者深耕来治理，以为翻耕能将富集在土壤表面的重金属压入土底，从而达到稀释和降低重金属的目的。
刊登于3月18日《中国科学报》5版的文章说到了台湾的深耕做法及其实施条件，也指出了对于镉、铅等污染的农地利用这一做法带来的种种风险，本文拟对翻土或者深耕过程带来之重金属的种种变化，从土壤学的角度进一步解析，努力回答“翻耕稻田能治理重金属镉吗?”这一颇具争论性的问题。
由于旱作和水田的环境相差很大，有必要分开进行讨论。
对于旱作，Grant和Bailey在1994年发表文章表明，耕作会改变土壤的pH值，使得有机质以及养分出现分层现象。
此外，耕作会影响微气候、根系分布和作物生长动态，这些都会影响作物对镉的吸收。
由于影响因素众多，一般耕作对于作物镉的吸收影响没有一致的结果。
但对于深根系作物，耕作有助于根系向下生长，一般情况下上层土壤含镉量较高，因此倾向于减少吸收。
对于羽扇豆一类泌酸作物，免耕由于容易形成不受干扰的酸性土层，其镉吸收量会高于翻耕土壤。
但在加拿大有试验表明，生长于加拿大草原细沙壤土和黏壤土的durum wheat(制通心粉等用的硬质小麦)和加拿大油菜(Canola)的镉含量，则是免耕者比常规耕作管理者为低，这是因为前者的土壤压实层几乎没有镉的富集。
深耕可能有助于减少作物对镉的吸收，一方面是翻耕稀释了土壤中的镉，使其浓度降低，这对于浅根系且镉主要富集在表层的土壤，则有良好的效果。
对于长期施用石灰的土壤，深耕可以将底层积累的碳酸钙带到表层，从而降低镉的有效性。
但深耕往往会破坏土壤结构、降低表层土壤的有机质和养分状况，从而带来负面影响。
对于水田，水稻是亚洲的主要作物，水田也是亚洲特色的土壤。
让我们来看看耕作对水稻吸收重金属的影响。
众所周知，土壤中的固相部分由大于2毫米的砾石、0.2~2毫米的粗砂、0.02~0.2毫米的细沙、0.002~0.02毫米的粉沙粒以及小于0.002毫米的黏粒所组成。
日本发现可将水稻产量提高五成的新基因
利用 研究 机构 的研 究人 员发现 的 ，位 株 ，结 果发 现每 一株 的 一次枝 梗数 增
作 用 是 可 以 控 制 水 稻 一 次 枝 梗 （ 开 ５ ％ 最 １。 始 从 穗 节 上 长 出 来 的 幼 穗 分 枝 ） 的 数
国际作物研究所 （Ｃ Ｉ／ ）和印度 ＩＲＳＴ ￣
于水 稻染 色体 的第 八染色 体 中 ，它的 加 了两 倍 多，每 株 的着粒 数也 增加 了 农业研究理事会利用雄性不育技术合作
！开发 的 Ｉ Ｈ ８ Ｃ 是第 一个杂 交三 叶豆 品种 ， Ｐ 目前 全 世 界 人 类 所 摄 取 的 卡 路 里 但 由于其 成 本 过 高 没 能 得 到推 广 种 植 。
量 ，而一般 来 说 ，水 稻分 枝越 多 ，所 中，约 ５％ 自于水稻 、小麦和玉米 。 ｊ于是研究人员又继续开发了其他一些杂 ０来
稻 着 粒 数 的基 因 ， 研 究 人 员 将 这 种 产 、 高营养 价值 、抗 虫 的杂交 品种 ，
被 称 为 “ ｎ ” 的 基 因 与 此 次 发 现 的 这 为 那 些 以三 叶 豆 为 主 食 的 部 分 亚 洲 Ｇｌ “ Ｅ ” 基 因 一 同植 入 “日本 晴 ”的 植 人 和 非 洲 人 提 供 了安 全 保 障 。 ＷＰ
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步 调 查 发 现 ， 在 “ Ｔ １ ” 形 成 幼 员 的此 次 发 现 将 为 人 类 解 决 未 来 的 粮 物 既 为 消 费 者 提 供 了 良好 的 营 养 ，也 Ｓ一 ２ 改 良了土 壤 的肥 力 和 结 构 。
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穗 的 阶 段 ， 其 植 株 中 Ｗ Ｐ 因 的 发 现 食 危机 问 题提 供 一 条 新 的 出 路 。 Ｅ基
晴 ”杂 交 ，并分析 所获 得 的杂交 水稻 就必须 要大 规模 地提 高水 稻 、小麦 和 的重量 更重 ，并 且耐 干旱 、病害 及盐
水稻镉低积累分子标记、突变型基因、检测试剂盒及其快速鉴定方法和应用、分型引物
专利名称：水稻镉低积累分子标记、突变型基因、检测试剂盒及其快速鉴定方法和应用、分型引物
专利类型：发明专利
发明人：赵炳然,韶也,毛毕刚,余丽霞,彭彦,柏连阳,李文建,袁智成,唐丽,李曜魁,彭选明,胡远艺,张丹,罗武中
申请号：CN202111192651.1
申请日：20211013
公开号：CN113969286A
公开日：
20220125
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明公开了一种水稻镉低积累分子标记，其核苷酸序列以日本晴水稻的基因组为参考基因组，其包含位于第7号染色体8874101‑8874103的位置有CTG三个碱基的缺失，其最终得到了一种水稻R001‑OsNramp5突变型基因，该基因CDS区包含有特定的核苷酸序列或者氨基酸序列；本发明还提供一种分子标记检测试剂盒，包括一设计的引物对；以及基于该检测试剂盒的快速鉴定方法，还提供了该分子标记或突变型基因在作物分子辅助育种或品种改良中的应用以及相应的KASP分型引物，本发明可减少培育镉低积累水稻工作量并缩短培育周期，具有简便、快速、高通量等优点。
申请人：湖南杂交水稻研究中心
地址：410000 湖南省长沙市芙蓉区马坡岭
国籍：CN
代理机构：长沙朕扬知识产权代理事务所(普通合伙)
代理人：杨斌
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伽玛玉米醇溶蛋白使玉米粒更坚硬
硬 ， 硬 的玉 米 粒 更 容 易被 收 割 、 储 和运 坚 存 输 。 发现 可 以让科 学家研 发 出更 好 的杂 交 该
玉 米 ， 揭示 了“ 质 蛋 白玉米 ” 种既 便 宜 也 优 品
了基 因 的玉 米 粒进 行 了仔 细 观察 ，结果 发 现 ，更 软的玉 米仁 缺乏 伽 玛玉 米醇 溶蛋 白， 伽 玛 玉米 醇 溶 蛋 白 同玉 米粒 中富 含淀 粉 的
玉 米被称 为“ 优质 蛋 白玉米 ” 于２ 世纪 ９ 年 ， Ｏ Ｏ 代 问世 。 期 的 《 国 国 家科 学 院 院刊 》 近 美 报
口． ． ａ 日四
函 本０ 社 １ ０
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又 有营养 的原 凶 玉米 由于 赖氨 酸 和色 氨酸 含 量低 而不 能成 为优 质蛋 白质 的来 源 ， 玉米 育 种 学家 因 此 很 早就 致 力 于玉 米 蛋 白质 品 质 的 改 良。 过 长 期 的研 究 实 践 ， 良玉米 经 改
蛋 白质 品质 目前主 要 是 通过 提 高 玉 米胚 乳 申谷 蛋 白含量 ， 少醇 溶 蛋 白含 量 ， 到 改 减 达 善 氨基 酸组成 的 目的 ， 经过 这一 方法 改 良的
冈 山大 学 资源 生物 科 学研 究 所 的 科 研 人 员 分 析 了世 界 各 地约 １０ 水 稻 品种 ， ４个 根 据 它 们 蓄 积 镉 的难 易程 度 将 其 分 为 两 类 。
伽玛 玉米醇 溶蛋 白使 玉米粒 更 坚硬
据 美 国物 理 学家 组织 网报 道 ， 国研 究 美
镉 在 电镀 和 电池 生产 中 应用 广 泛 ， 但如 果 镉在 人 体 内 大量 蓄积 ， 会造 成骨 骼 中的 钙 大量流 失， 引发骨质 疏松 、 骼 骨 萎缩 和 关节 疼 痛 。 目前 ， 人体 内积 蓄 的镉 很 难 安全 排 出 ， 此 防 止“ 从 口入 ” 分 重 因 镉 十
研究人员发现抑制镉蓄积的水稻基因
敏感 ，在培养以及保存时受到一定 的限制 。
本研 究确定 的青 春双歧 杆菌 工业 化培养 基解 决
ｅｔ ｌ ｌ ｏａｅ ａｉｅｂ ｕ ｎ ｃｌｎｃｂｃｅ ａ Ｊ Ｐ ｃ Ｎ ｔ ｓｂｅｏｉ ｓｃｈｒ ｙｈ ｍａ ｏｏｉ ａｔ ［】 ｒ ｕｒ ｉ ｇ ｄ ｉ ｒ ．ｏ
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［ ］ 田寒友， １ ２ 刘松， 蒋菁莉， 长双歧杆 菌 Ｂ Ｍ ６ 工业化培养基 等． Ｂ Ｎ８ 筛选 ． 品加工， ０ ９ ） ０ ５ ． 乳 ２０（： —３ ８５
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第 ４ 卷 １
长双歧杆 菌 和婴儿 双歧杆 菌在 添加 酵母粉 、蛋 白胨
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等营养物质 的豆乳中的生长特性＿ 杜鹏等研究 了 ｌ ３ Ｊ 。
； 的 镉会转移到液泡中 被隔离起来。而在容易蓄积镉的品种中，ＯＨ Ａ 基因及其合成的蛋白 ｓＭ ３ 质却不具备上述功能， 从 ；
！ 而导致根部吸收的镉最终在稻米中蓄积。
镉胁迫对水稻镉积累及氮素利用的影响的开题报告
镉胁迫对水稻镉积累及氮素利用的影响的开题报告一、研究背景和意义镉（Cd）是一种广泛存在于自然界中的重金属元素，但由于人类活动、地质灾变等原因，其在环境中的含量逐渐增多，呈现出日益加重的堆积趋势。
水稻作为人类主要食物来源之一，对土壤中的镉特别敏感，能够吸收和富集镉元素，导致水稻物质上的镉污染。
不仅会对食品安全造成威胁，还会对水稻生长发育及其产量和品质造成影响。
因此，研究镉胁迫对水稻的影响，有助于了解水稻对镉元素的响应方式，提高水稻的产量和品质，保障农业可持续发展和食品安全。
二、研究进展已有许多研究表明，镉胁迫对水稻生长发育和生理生化过程产生巨大影响。
镉胁迫下，水稻体内镉元素积累增加，影响了其光合作用、叶片叶绿素含量、根系生长、产量和品质等因素。
同时，镉胁迫下还会降低水稻对氮素的吸收和利用效率，导致水稻氮素吸收不足，影响其生长和发育。
但是，在镉胁迫下，水稻镉吸收和氮素吸收之间的关系还不是非常清楚，因此有必要进一步深入研究。
三、研究内容和方法本研究将探究镉胁迫对水稻镉积累及氮素利用的影响，重点内容包括：1. 镉胁迫下水稻体内镉含量的变化；2. 镉胁迫下水稻根系和叶绿素含量的变化；3. 镉胁迫下水稻氮素吸收和利用效率的变化。
通过盆栽试验，采用镉镉胁迫水平、不同的施氮量和氮形态等进行处理，观察实验组水稻的生长状态、产量和品质，并通过分析体内元素含量和生理生化参数变化，探究镉胁迫对水稻镉积累及氮素利用的影响机理。
四、研究意义1.深入了解水稻对镉元素的响应方式，对减少水稻对镉的吸收和积累，提高水稻产量和品质，保障食品安全有重要的理论和实践意义。
2. 探究镉胁迫下水稻氮素吸收和利用的变化规律，有助于指导合理施肥，提高氮素利用率和农业生产的效益。
3. 加深对水稻镉污染的认识，发掘水稻生理生化过程中的薄弱环节，为深度研究水稻栽培的生理生化过程奠定基础。
芭蕉的药用价值
２ ６
一
可 以帮助 减少 口臭 。
有 更高 的价值 ，现 正在研 究进行商 业开发 。
清 迈 大学 药 剂 系研 究 学 院用 生 化 手段 和 纳 米 技 术 手段 在 泰 国香米 中发 现 了数 种 抗 氧基 ，在 防 止 细胞 老化 、抵 抗 衰老 及 抵抗 疾 病 方 面有 显 著 作
世界热 带农业 信 息
２１ 第 １ ００年 ０期
究 小 组 调查 了世 界 各地 的约 １０个水 稻 品 种 ，确 ４
认 存 在容 易 镉积 蓄 和 不 容 易镉 积 蓄 的 品种 。通 过
椒收购价格 也是全 州之冠 。
胡椒 曾经 在 ２ ０世纪 缔造极 高 的价格 之 后就 出 现 下 滑 ，而现 今 胡 椒市 场 又 开 始走 俏 ，似有 恢 复 当年盛 景 之势 。许 多农 民们 因 盼到 了这个 好 日子
而展 露欣慰 的笑脸 。
（ 自马 来西 亚 摘 合 日报》 ００ ０ —４ ，２ １— ９ ２ ）
对 其基 因进 行 比较 ，发现 能够 制造 “ Ｓ Ａ ”蛋 Ｏ ＨＭ ３ 白质 的基 因对 于 防 止镉 积 蓄 到 米粒 中具 有关 键作 用 。Ｏ ＨＭＡ Ｓ ３蛋 白质 主 要 在水 稻 根 部细 胞 内负 责 储存 代 谢 废弃 物 的 “ 液泡 ” 中 发挥 作 用 。水 稻 根 部 吸收 的镉 由于 Ｏ Ｈ ３的作 用 ，会 被 吸收 到液 Ｓ ＭＡ
泡 中隔离起 来 。如果 将 这种基 因应 用 于品种 改 良 ，
科技 动态
就 能够生 产 出难 以蓄积 镉的安 全水稻 品种 。
（ 自 侬 民 日报》 ０ ０ ０ — ７ 摘 ，２ １— ９ ２ ，蓝 建 中 ／ ） 文
水稻和小麦累积镉和砷的机制与阻控对策
水稻和小麦累积镉和砷的机制与阻控对策作者：史高玲周东美余向阳娄来清童非樊广萍刘丽珠高岩来源：《江苏农业学报》2021年第05期摘要：农作物可食用部位累积的镉和砷是人体摄入镉和砷的主要来源之一。
研究农作物对镉和砷的累积机制，在此基础上研发阻控农作物对镉和砷累积的方法和技术，是保障被污染农田的安全利用和农产品质量安全的最有效途径，对解决农田镉、砷污染难题具有重大意义。
鉴于水稻和小麦是中国最主要的粮食作物，本文就水稻和小麦对镉和砷的吸收、积累和转运机制进行了综述，比较和分析了镉、砷在土壤-作物系统中迁移、转化过程中的异同点及其相应的阻控对策，并探讨了该领域未来的研究方向。
关键词：镉; 砷; 水稻; 小麦; 吸收; 积累中图分类号： X53 文献标识码： A 文章编号： 1000-4440（2021）05-1333-11Mechanisms of cadmium and arsenic accumulation in rice and wheat and related mitigation strategiesSHI Gao-ling 1， ZHOU Dong-mei 2 ， YU Xiang-yang 1 ， LOU Lai-qing 3， TONG Fei1 ， FAN Guang-ping 1 ， LIU Li-zhu 1 ， GAO Yan 1（1.Institute of Agricultural Resources and Environment， Jiangsu Academy of Agricultural Sciences， Nanjing 210014， China; 2.School of the Environment， Nanjing University， Nanjing 210023， China; 3.College of Life Sciences， Nanjing Agricultural University， Nanjing 210095，China）Abstract： Accumulation of cadmium （Cd） and arsenic （As） in the edible parts of crops is a major source of As and Cd intake by humans. Studying the mechanisms of Cd and As accumulation and developing methods and technology for controlling Cd and As uptake and accumulation in food crops is the most effective way for guaranteeing safe utilization of the contaminated farmland and quality safety of agricultural products， and is of great significance to solve the problems of Cd and As contamination in the farmland. Given that rice and wheat are the most important food crops in our country， in this review， we summarized the mechanisms responsible for Cd and As absorption，accumulation and transportation in rice and wheat plants. Similarities and differences between Cd and As migration and transformation process in soil-crops system and the strategies to mitigate Cd and As accumulation in rice and wheat grains were discussed. The future researches in this field were also prospected.Key words： cadmium; arsenic; rice; wheat; absorb; accumulation隨着农业和工业的迅速发展，中国耕地土壤重金属污染和农产品重金属超标问题日益突出。
无镉大米的秘密镉大米
无镉大米的秘密镉大米2007年，南京农业大学农业资源与生态环境研究所教授潘根兴及其研究团队，在全国六个地区（华东、东北、华中、西南、华南和华北）县级以上市场随机采购大米样品91个，检测结果表明：10％左右的市售大米镉超标。
这篇后来发表在《安全与环境》杂志的论文，也成为2011年“镉米危机”的来源。
镉是一种剧毒金属元素，会对人的呼吸系统和生殖系统造成巨大的破坏，还能损伤肾脏和骨骼。
1950年，日本富山县出现了集体镉中毒事件。
镉中毒会让患者觉得极度疼痛，因此被一些医生称为“痛痛病（itai-itai disease）”。
经过调查，这些患者是吃了被污染的稻米以后才中毒的。
富山县附近长期以来存在很多矿场，这些矿场把镉排进河流里，被河水灌溉的水稻就会吸收积累镉，成为“毒米”。
最近几年，台湾和广西也先后出现水稻被镉污染的事件，引起了社会恐慌。
对于一个远离工业生产第一线的普通人来说，最大的摄入镉元素的途径来自大米食物。
稻米本身不需要镉这种重金属元素，却很爱把镉从土壤中吸收进植株里。
潘根兴的研究团队就发现，中国南方酸性土壤种植超级杂交稻比常规稻更易吸收镉。
长期以来，不同领域的生物学家注意有一类基因可以编码运输金属离子的蛋白质。
他们把这一大类基因命名为Nramp。
最近，日本冈山大学的教授马建锋和他的研究团队分析亚洲水稻（Oryza sativa）中一个Nramp基因的功能，这个基因在家族里排行第五，所以名为Nramp5。
马建锋和他的同事们发现，Nramp5基因可以赋予水稻吸收锰和镉的能力。
随后，他们的研究结果被发表在了植物学的著名期刊《植物细胞（The Plant Cell）》上。
Nramp5基因可以编码一个类似“水泵”一样的蛋白质，不过这个蛋白质不是向植物体内泵水，而是泵入金属元素。
Nramp5主要在植物的根部出现—这一点都不奇怪，毕竟根才是植物从土壤中吸收各种营养的器官。
为了进一步研究Nramp5的功能，研究人员通过一些生物技术把这个基因从水稻的体内“敲除”了。
一种调控水稻镉积累的基因PK1及其蛋白和应用[发明专利]
![一种调控水稻镉积累的基因PK1及其蛋白和应用[发明专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/4efa998cdc3383c4bb4cf7ec4afe04a1b071b0ea.png)
专利名称：一种调控水稻镉积累的基因PK1及其蛋白和应用专利类型：发明专利
发明人：张振华,罗劲松
申请号：CN202210303652.7
申请日：20220324
公开号：CN114657188A
公开日：
20220624
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明公开了一种调控水稻镉积累的基因PK1，其特征在于，其核苷酸序列如SEQIDNO：1所示；一种调控水稻镉积累的基因PK1编码得到的蛋白，其氨基酸序列如SEQIDNO：2所示。
还公开了该基因PK1或其编码蛋白在培育镉污染修复农作物、修复土壤镉污染、水稻产量调控、氮素利用或根系构型遗传改良中的应用。
本发明采用的水稻PK1基因及其编码蛋白，可以利用稻草特异进行土壤镉的富集去除，而对土壤中其它营养元素的含量没有显著影响，克服了现有技术镉吸收转运与其它必须元素紧密偶联的特点，达到修复土壤镉而不损失土壤肥效的目标。
申请人：湖南农业大学
地址：410128 湖南省长沙市芙蓉区农大路1号
国籍：CN
代理机构：长沙朕扬知识产权代理事务所(普通合伙)
代理人：郭蓓霏
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日本培育出保健水稻
日本培育出保健水稻
佚名
【期刊名称】《农村科学实验》
【年(卷),期】2005(000)007
【摘要】日本科学家利用转基因技术成功培育出可减少血清胆固醇含量和防止动脉硬化的水稻新品种。
【总页数】1页(P22)
【正文语种】中文
【中图分类】S511.02
【相关文献】
1.日本培育出几乎不吸收镉的水稻 [J],
2.日本培育出几乎不吸收镉的水稻 [J], 刘艳芳
3.日本培育出能大幅度提高大米含铁量的转基因水稻 [J],
4.日本用转基因技术培育出“保健稻” [J],
5.日本培育出几乎不吸收重金属镉的水稻 [J],
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日本治理镉污染30年花费407亿代价巨大
日本治理镉污染30年花费407亿代价巨大中国的镉大米事件备受关注，其实镉污染问题不仅是中国才有。
日本农林水产省的统计资料显示，日本目前有约7000公顷农地受到不同程度的包括镉在内的重金属污染。
早在上世纪60年代，日本就发现了镉中毒现象。
为治理镉污染，日本用了30年时间和407亿日元的巨大代价。
富山平原位于本州日本海一侧，丰富的水源和火山灰质土壤使富山平原被誉为“北陆粮仓”。
然而上世纪20年代以来，富山平原的神通川流域莫名其妙地出现一种“怪病”，不少妇女进入中年以后感到身体各部位有剧痛感，骨头变脆，易发生骨折。
因为疼痛难忍，患者们不断哭叫，这种病被称为“痛痛病”。
由于原因不清，当时的人们认为这是长期营养不良和过度体力劳动造成的。
1961年荻野升医生发表论文，怀疑上述症状是镉中毒引起的。
一石激起千层浪，线索很快集中到一点：1889年三井金属矿业神冈矿山开始在水系上游开铅锌矿，而镉就是锌矿冶炼时的副产品。
1966年，厚生省介入调查并引导有关方与污染企业交涉赔偿等事宜。
1968年“痛痛病诉讼团”成立，将三井金属矿业告上法庭。
1972年富山县地方法院判一审判决原告胜诉，1793年名古屋高级法院二审再次判决原告胜诉。
1970年相关法律陆续制定，1971年《农用地土壤污染防治法》实施，该法规定，稻谷中镉含量超过1ppm的农用地被制定为污染地，地方政府必须消除污染。
费用的派分比例为：污染企业40%、中央政府40%、地方政府20%。
1977年富山县政府对流域3000公顷农地进行了全面调查，确定1500.6公顷为污染地，开始大规模土壤修复计划。
修复工程采用了“客土法”。
首先，将30厘米厚的表层污染土用推土机剥离到地边。
第二步，用挖掘机在田内挖出梯形沟，再将地边的污染土填埋进来。
第三步，将挖出来的非污染土填埋在上部20厘米，作为耕盘土压实。
第四步，从它处运来净土覆盖表面，层高20.5厘米，然后配合土壤改良剂有机肥等以后就可以耕种了。
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科技 动态
就 能够生 产 出难 以蓄积 镉的安 全水稻 品种 。
（ 自 侬 民 日报》 ０ ０ ０ — ７ 摘 ，２ １— ９ ２ ，蓝 建 中 ／ ） 文
泰国茉莉香米含有抗衰老物质
２１ ０ ０年 ９月 ２ ３日，泰 国国家研究 委 员会 办公
世界热 带农业 信 息
２１ 第 １ ００年 ０期
究 小 组 调查 了世 界 各地 的约 １０个水 稻 品 种 ，确 ４
认 存 在容 易 镉积 蓄 和 不 容 易镉 积 蓄 的 品种 。通 过
椒收购价格 也是全 州之冠 。
胡椒 曾经 在 ２ ０世纪 缔造极 高 的价格 之 后就 出 现 下 滑 ，而现 今 胡 椒市 场 又 开 始走 俏 ，似有 恢 复 当年盛 景 之势 。许 多农 民们 因 盼到 了这个 好 日子
的化妆品需求 极大 ，每年 以 ２ ％的速度增 长 。 ０
（ 自泰 国 （ｔ 日报》 ２ １— ９ ２ ） 摘 （界 ｔ ｉ ００ ０ —４
３治 疗便秘 或排泄 系统不通 畅 ：芭 蕉 中含 有 的 果胶 可以使肠 内产生膳食纤 维 ，让人产 生想要 大便
的感觉 。治疗便秘 的方法是 ，在 睡觉前吃 １ 只芭 ～２
切成 薄 片 ，放 在锅 里 ，加 水 没过 芭 蕉 片 ，用微 火
煮约半小 时 。每 次大便前 饮用半 杯至 １ 。 杯 ５治疗 胃病 ：将 芭蕉 剥掉 皮切成 薄片 ，放 在 阳
光 下 晒 干 ，然后 碾 成 粉 末 ，在 吃 饭前 半 小 时或 每 天睡觉前取 １ ～２勺加糖水 或蜂蜜 服下 。 ６芭 蕉皮减轻 骚 痒 ：芭蕉 皮 可以减轻 被蚊虫 叮
芭蕉的药用价值
据 柬埔 寨 边 新 闻 日报》 报 道 ，芭 蕉是 所
室 表示 ，泰 国清迈 大 学 研 究员 发 现 ，茉 莉 香米 中 含 有抗 衰老 的 物 质 ，可 以用 于开 发 化妆 品 ，以供 应 需 求极 大 的 国 际化妆 品市 场 ，使 得 泰 国香 米 具
有香 蕉 中含 维 生素 Ａ最 多 的 。不仅 如 此 ，它 还 含 有数量 近似 的维生素 Ｂ 、维生素 Ｂ 、维生 素 ｃ和 １ ２ 维 生素 Ｂ 等 。此外 ，芭 蕉 中还 比其 他香 蕉含有 更 ６ 多对 人 体 有 益 的营 养 成 分 ， 因为 它 含 有 蛋 白质 、 氨 基酸 、精 氨酸 和组 氨酸 等婴儿 发育 的必 需成 分 。 另外 ，芭蕉 还有如 下药用价 值 ： １ 轻喉 咙和胸部 疼痛 ：每 天吃 ５ 减 ～６只芭蕉 ， 可 以帮助减轻 因咳嗽 引起 的喉咙和胸部 疼痛 。 ２减少早 晨 的 口臭 ：芭蕉 能够很好 地 帮助减少 口臭 。在 每天 起 床 后 马上 吃 芭 蕉 ，然 后 再 刷 牙 报》 ００ ０ —４ ，２ １— ９ ２ ）
对 其基 因进 行 比较 ，发现 能够 制造 “ Ｓ Ａ ”蛋 Ｏ ＨＭ ３ 白质 的基 因对 于 防 止镉 积 蓄 到 米粒 中具 有关 键作 用 。Ｏ ＨＭＡ Ｓ ３蛋 白质 主 要 在水 稻 根 部细 胞 内负 责 储存 代 谢 废弃 物 的 “ 液泡 ” 中 发挥 作 用 。水 稻 根 部 吸收 的镉 由于 Ｏ Ｈ ３的作 用 ，会 被 吸收 到液 Ｓ ＭＡ
咬 和皮 肤 红肿 而 产 生 的骚 痒 ，不 仅 如 此 ，芭 蕉 肉 和皮还 能够 阻止真菌 和细菌使 人体产生 脓疮 。
（ 忠 田译 自 ｈｔ／ ｗ ． ｍ ｅ ｓ ｒ， ２ １— ９ ２ ） 王 ｔ ： ｗｏ ｎｗ ．ｇ ０ ０ ０ — １ ｐ／ ｗ ａ ｏ
重要 。冈 山大 学资 源 生 物所 教 授 马建 峰 率 领 的研
用 ，同时泰 国香米 中还 有增 加 皮 肤 保湿 作 用 的物
质 。 以此研 究 成果 试 制 出了 ６种 化妆 品 ，在 自愿 试 验者身 上 进 行试 用 后 ，收到 满 意 的效 果 ，去皱 纹效 果达 到 ７ ％。这项 研究 成果 具 有极 高 的 商业 Ｏ 开发 价值 。 国际化 妆 品 市场 上 对抗 皱 纹 、抗 衰 老
可 以帮助 减少 口臭 。
有 更高 的价值 ，现 正在研 究进行商 业开发 。
清 迈 大学 药 剂 系研 究 学 院用 生 化 手段 和 纳 米 技 术 手段 在 泰 国香米 中发 现 了数 种 抗 氧基 ，在 防 止 细胞 老化 、抵 抗 衰老 及 抵抗 疾 病 方 面有 显 著 作
把从土 壤中吸收的镉封闭在水稻根 部细胞 内。
镉 在 电镀 和 电池 中等 得 到 广泛 应 用 ，但 是 如
果 在人 体 内大 量 蓄 积 ，会 造成 人 体 骨 骼 中 的钙 大 量 流失 ， 目前 ，人 体 内积 蓄 的镉 没 有安 全 有 效 的
排 除方 法 ，因此 消 除环 境 中 的镉 污染 就 显 得 特别
蕉 ，然后多喝水 ，就能帮助在第二天早晨排便通畅 。
日本发现防止镉蓄积水稻基 因
日本 冈山大学研究 人员 日前在美 国 《 国家科学 院学报》上发 表论文称 ，他们发现 了一种能够 防止
重金属镉蓄积 到大米 中的水 稻基 因。这种基 可以
４医治 痢疾 ：芭蕉 含有大 量单 宁 ，能够 治疗 不 太严 重 的痢疾 。用 嫩 的或半 成熟 的芭蕉 ，剥 掉皮 ，
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