低镉积累水稻品种镉低积累的生物学机制
水稻对重金属镉和铅的吸收和运转及栽培环境的影响研究
水稻对重金属镉和铅的吸收和运转及栽培环境的影响研究一、本文概述本文旨在深入研究水稻对重金属镉（Cd）和铅（Pb）的吸收和运转机制，以及栽培环境对这些过程的影响。
水稻作为全球最重要的粮食作物之一，其生长环境中的重金属污染问题日益引起人们的关注。
镉和铅是两种常见的重金属污染物，它们在水稻田中的积累和转运对水稻的生长、产量和品质产生显著影响，同时也对人类健康构成潜在威胁。
因此，探究水稻对这两种重金属的吸收、转运机制以及环境因子对这些过程的影响，对于保障水稻安全生产、降低重金属污染风险具有重要的理论和实践意义。
本文将从水稻对重金属镉和铅的吸收和转运机制入手，分析水稻根部对重金属的吸收、茎部对重金属的转运以及籽粒对重金属的积累等过程。
本文还将探讨土壤pH、土壤有机质、灌溉水质等栽培环境因素对水稻重金属吸收和转运的影响。
通过综合分析这些因素，本文旨在为减少水稻对重金属的吸收和积累提供理论依据，为水稻安全生产和重金属污染防治提供科学指导。
二、水稻对重金属镉和铅的吸收机制水稻作为一种重要的粮食作物，其对环境中重金属的吸收和转运机制一直是环境科学和农业科学研究的重要课题。
特别是镉（Cd）和铅（Pb）这两种常见的重金属，由于其在环境中的广泛存在和潜在的生态风险，对水稻生长和产量构成严重威胁。
因此，研究水稻对重金属镉和铅的吸收机制，对于理解重金属在水稻体内的分布、积累和转运规律，以及优化水稻种植技术和降低重金属污染风险具有重要的理论和实践意义。
重金属镉和铅在水稻体内的吸收主要发生在根部。
根系通过主动运输或被动扩散的方式，将土壤中的重金属离子吸收进入根细胞。
其中，主动运输通常涉及到特定的转运蛋白，这些转运蛋白能够识别并转运重金属离子。
被动扩散则是指重金属离子顺浓度梯度进入根细胞，这一过程通常不需要额外的能量供应。
吸收进入根细胞的重金属离子，一部分会被细胞内的螯合剂（如谷胱甘肽、植物螯合肽等）结合，形成稳定的络合物，从而降低其对细胞的毒性。
镉处理对水稻镉安全材料的镉积累及转移特性的影响
收稿日期：圆园16原08原12 作者简介：张 曼（1990—），女，山东沾化人，硕士研究生，从事土壤污染防控与安全生产方面的研究。E-mail：zhangman_sicau@ * 通信作者：张锡洲 E-mail：zhangxzhou@ 基金项目：四川省科技支撑计划（2014NZ0008）；四川省教育厅项目（14ZB0017） 孕则燥躁藻糟贼 泽怎责责燥则贼藻凿：T澡藻 晕葬贼蚤燥灶葬造 杂糟蚤藻灶糟藻 葬灶凿 栽藻糟澡灶燥造燥早赠 酝葬躁燥则 孕则燥躁藻糟贼 燥枣 贼澡藻 酝蚤灶蚤泽贼则赠 燥枣 杂糟蚤藻灶糟藻 葬灶凿 栽藻糟澡灶燥造燥早赠 燥枣 杂蚤糟澡怎葬灶 孕则燥增蚤灶糟藻， 悦澡蚤灶葬
（圆园员源晕在园园园愿）；T澡藻 杂糟蚤藻灶贼蚤枣蚤糟 砸藻泽藻葬则糟澡 云怎灶凿葬贼蚤燥灶 燥枣 贼澡藻 耘凿怎糟葬贼蚤燥灶 阅藻责葬则贼皂藻灶贼 燥枣 杂蚤糟澡怎葬灶 孕则燥增蚤灶糟藻，悦澡蚤灶葬（员源在月园园员苑）
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农业环境科学学报 第 36 卷第 2 期
three functional leaves of D62B were 72.10% and 78.00% of those of Luhui17 with the treatment of 4 mg·kg-1 Cd and 8 mg·kg-1 Cd. These
镉处理对水稻镉安全材料的镉积累及 转移特性的影响
张 曼 1，张锡洲 1*，李廷轩 1，余海英 1，张 路 1，黄 富 2，张 翼 3
（1.四川农业大学资源学院，成都 611130；2.四川农业大学农学院，成都 611130；3.甘孜州农业畜牧局，四川 康定 626000）
摘 要：采用土培试验，以前期筛选出的水稻 Cd 安全材料 D62B 为试验材料，普通材料 Luhui17 为对照材料，研究水稻 Cd 安全材 料对 Cd 的转移特性以及不同叶位对 Cd 的积累差异。结果表明：在不同 Cd 处理浓度下，D62B 生长受到了一定程度的抑制，且各器 官生物量均随 Cd 处理浓度的增加而显著降低。在分蘖期、抽穗期和成熟期，当 Cd 处理浓度为 8 mg·kg-1 时，D62B 生物量分别较 1 mg·kg-1 Cd 处理降低了 43.74%、45.72%和 40.24%。D62B 地上部各器官 Cd 含量在不同生育期均显著低于 Luhui17，且成熟期穗部 Cd 含量仅为 Luhui17 的 44.52%~54.59%；D62B 根系对 Cd 的滞留率在不同生育期均大于 Luhui17，茎叶-穗的转移系数显著低于 Luhui17。抽穗期，D62B 上部 3 片功能叶（简称 3 片功能叶）的 Cd 含量在不同 Cd 处理下均显著低于普通材料 Luhui17，其积累量则 在 4 mg·kg-1 和 8 mg·kg-1 Cd 处理浓度下显著低于 Luhui17，分别为 Luhui17 的 72.10%和 78.00%，且倒 2 叶 Cd 积累量差异最大。据 此认为，D62B 根系对 Cd 较强的固持作用以及抽穗期 3 片功能叶低 Cd 积累量是其籽粒 Cd 含量较低的主要因素之一，这为后期水 稻 Cd 低积累品种的培育及推广应用提供理论依据。 关键词：水稻；Cd 安全材料；积累；转移 中图分类号：S511 文献标志码：A 文章编号：1672-2043（2017）02-0223-07 doi:10.11654/jaes.2016-1047
隆回县镉低积累水稻品种筛选试验
7--生物技术•遗传育种 引用格式：刘渊栋，刘杰，黄郴华. 隆回县镉低积累水稻品种筛选试验[J]. 湖南农业科学，2024（3）：7-9. DOI:10.16498/ki.hnnykx.2024.003.002镉（Cd ）是一种生物毒性极强的重金属元素[1-2]。
水稻是易富集镉的作物，种植在镉污染土壤中会导致大米镉超标。
长期食用镉超标大米可导致镉中毒，会对人体免疫系统、运动系统、泌尿系统，特别是骨 骼和肾脏等器官产生毒害作用，导致高血压、蛋白尿、葡萄糖尿和骨骼软化等病症，并有可能致癌[3-4]。
水稻主产区的重金属污染问题突出且复杂，稻米中重金属含量与土壤中重金属含量并不存在完全对应关系，单纯降低土壤重金属含量并不能保证稻米能够安全食用[5-6]。
有研究指出[7-8]，种植镉低积累水稻品种可将水稻籽粒的镉浓度控制在允许范围之内，因此选育镉低积累品种是解决镉米威胁的重要且经济的方法。
隆回县位于湘中偏西南，属中亚热带季风湿润气候，气候温和，四季分明，雨量集中，前湿后干，适合种植水稻。
水稻是隆回县主要粮食作物，常年种植面积在6万hm 2以上。
为了找到适合隆回县种植的镉低积累水稻新品种，解决隆回县域镉轻度污染耕地稻米镉超标问题，项目组开展了镉低积累水稻新品种试验示范，拟从莲两优1号、青莲丝苗和韶香100这3个镉低积累水稻品种中，筛选出适宜隆回县域镉轻度污染耕地种植的品种，解决当地水稻产区稻米镉超标问题。
1 材料与方法1.1 试验地和试验材料试验地位于邵阳市隆回县高平镇石脚村2组，试验田块地势平坦，交通便利，沙壤土，排灌方便， 隆回县镉低积累水稻品种筛选试验 刘渊栋，刘杰，黄郴华 （隆回县农业技术推广中心，湖南 隆回 422200）摘要： 为了找到适合隆回县镉轻度污染区种植的水稻品种，以当地籼稻品种隆晶优蒂占（CK）为对照，比较研究了3个镉低积累水稻新品种青莲丝苗、韶香100、莲两优1号在隆回县种植的生育进程、产量构成、稻米镉含量及病虫害抗性等多方面的表现，并进行了科学评价。
镉对水稻产量的影响及其在不同器官积累的差异(精)
2.3a
1.6b
0.03b
2.4b
0.15a
13.5a
注：对照植株未检测到Cd，因此在表中未列出CK。
表4
Cd在谷粒不同部位的浓度和分配
品种
浓度 颖壳
90 0.32b 0.50a 0.26b 0.35a
浓度 / (mg kg-1) 糠层
3.91a 4.35a 1.28b 1.97a
积累量分配 / (％ ) 精米
扬稻6号
90 180 CK
扬粳9538
90
180
23.0a
124.7a
92.0a
23.4b
64.8b
注：具有不同字母的表示差异显著在0.05水平上，差异是在同一品种内比较， 下表同。
表2
时期
不同Cd浓度处理对水稻干物质积累量的影响(g· pot-1)
品种 扬稻6 号 浓度 CK 90 180 CK 扬粳 9538 90 180 CK 扬稻6 号 90 180 CK 扬粳 9538 90 180 根 15.0c 17.3b 20.5a 16.4a 13.0b 10.1c 13.6b 15.9ab 17.8a 10.6a 10.9a 9.9a 茎鞘 65.1a 59.6b 56.2b 47.1b 49.9ab 57.0a 68.4a 64.1a 65.5a 55.8b 57.6b 60.2a 叶 21.7a 21.0a 18.5a 18.0a 16.7a 17.2a 16.5c 18.9b 21.4a 21.1a 22.2a 24.0a 穗 15.2a 13.5ab 10.7b 10.3a 9.1a 9.8a 75.4a 74.8a 65.8b 65.4a 65.7a 60.4b 总重 117.0a 111.5ab 105.9b 91.8b 88.7b 94.1a 173.9a 173.3a 170.5a 152.9a 156.4a 154.5a
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。
水稻重金属镉吸收和转运的分子遗传机制研究进展
水稻重金属镉吸收和转运的分子遗传机制研究进展丁仕林;刘朝雷;钱前;高振宇【摘要】镉是对人体健康具有高度毒害作用的重金属元素之一.人体摄入镉的主要来源是食用镉超标的稻米,因此研究水稻对镉吸收、转运、积累的遗传机制尤为重要.目前,虽然水稻镉积累的遗传通路尚未完全明晰,但已明确了一些重要基因在稻米镉积累过程中的调控作用.本文就镉胁迫对水稻的危害、水稻品种间镉积累量的变异、水稻镉积累相关QTL、水稻镉吸收转运相关基因的研究进展及其育种利用加以综述,探讨了未来研究的方向.【期刊名称】《中国水稻科学》【年(卷),期】2019(033)005【总页数】8页(P383-390)【关键词】水稻;镉;镉吸收;镉转运;分子遗传机制【作者】丁仕林;刘朝雷;钱前;高振宇【作者单位】中国水稻研究所水稻生物学国家重点实验室, 杭州 310006;中国水稻研究所水稻生物学国家重点实验室, 杭州 310006;中国水稻研究所水稻生物学国家重点实验室, 杭州 310006;中国水稻研究所水稻生物学国家重点实验室, 杭州310006【正文语种】中文【中图分类】Q945.78;S511.034镉是对植物和人类都具有高度毒性的重金属元素。
近年来，由于工业“三废”不合理排放、固体废弃物处理不善、污水灌溉、污泥农用以及施用含有重金属元素的肥料等原因，导致土壤中重金属镉含量剧增，镉污染问题日益严重[1]。
镉在人体内的半衰期为10~35年，主要通过食物链进入人体内[1]。
镉进入人体后主要在肾脏积累，并在体内不断富集。
即使低水平的慢性镉摄入，同样会对人体的骨骼和呼吸系统造成危害，引起一系列疾病。
因此，世界卫生组织已将镉划为一级致癌物质[2-4]。
水稻作为世界重要的粮食作物之一，是亚洲各国人民的主食。
水稻作为食物链的初级生产者，当生长于有毒重金属污染的土壤中时，过量的有毒重金属在其根、茎、叶以及籽粒中大量积累，不仅阻碍水稻的正常生长发育，而且严重影响稻米品质，进而危及人体健康[5-6]。
稻米中镉的分布规律及降镉方法研究进展
稻米中镉的分布规律及降镉方法研究进展作者：刘旸易翠平来源：《粮食科技与经济》2018年第01期[摘要]水稻是一种镉蓄积作物，在镉污染土壤中，镉由水稻根部吸收并有少量向水稻地上部分转移从而进入到人们食用的稻米籽实中。
在稻米籽实的各结构中，镉浓度的排序为米糠>胚>胚乳>稻壳，但在镉的总含量上胚乳占据绝大优势。
稻米籽粒中镉主要是和大米蛋白结合，含量10%左右的大米蛋白积蓄了60%以上的镉。
目前常用的镉米降镉方法大致可分为碾米精加工、溶剂浸提、组分分离、微生物发酵四大类，其中碾米精加工方法简单，但降镉效果有限，只适用于镉含量超标较低的大米；溶剂浸提法降镉效果好但需满足一定工艺条件且对大米品质有影响；组分分离法降镉效果好，但后续产品利用的只有大米淀粉；微生物发酵法降镉效果优良，但处理过后的镉米只适用于发酵产品的开发。
四种降镉方法各有特点，能有效起到镉米降镉作用，同时也都待改良完善。
[关键词]稻米；镉；降镉方法中图分类号：P618.81 文献标识码：A DOI：10.16465/431252ts.201801252007年，潘根兴教授通过调研，发现市面上有10%的大米存在着镉超标问题，镉大米事件开始引起了科研工作者的关注，如何加工利用这类大米，使其达到国家标准也成为研究热点。
本文将对近年来有关稻米中镉的分布规律和降镉方法的相关研究进展进行总结，以此为镉大米的研究及加工利用提供参考。
1稻米中镉的富集及分布1.1稻米对镉的吸收能力与分布规律众多研究表明，不同农作物之间对不同重金属的吸收能力存在差异，稻米是对镉富集能力突出的农作物。
李铭红等对不同农作物对重金属镉的吸收能力做了研究，得出不同农作物对镉富集系数的排序为水稻>大豆>大麦>玉米>小麦。
美国重金属研究专家ChaneyRL也指出水稻属于镉强积累的农作物，水稻是对镉吸收最强的大宗谷类作物。
此外，稻米对于不同的重金属的富集能力也尽不相同，稻米对土壤中镉的吸收能力较明显的高于铜、锌、汞、砷、铅等重金属。
新技术有望让水稻实现高锰低镉
新技术有望让水稻实现高锰低镉一、本文概述本文主要探讨了一种新技术在水稻种植领域的潜在应用，该技术有望让水稻实现高锰低镉的生长。
水稻作为全球最重要的粮食作物之一，其产量和质量对于粮食安全具有重要意义。
然而，传统的水稻种植方式可能导致土壤中镉等重金属的积累，从而影响水稻的品质和安全性。
针对这一问题，科研人员研发出了新型水稻种植技术，通过调控土壤中的锰和镉元素，实现水稻高锰低镉的生长。
本文将对这一新技术进行详细介绍，并分析其在水稻种植领域的应用前景和影响。
二、镉污染对水稻的影响镉是一种有毒的重金属元素，其污染对水稻的生长和产量产生严重影响。
镉能够抑制水稻的生长，降低植株的高度，使叶片出现黄化、枯萎等症状。
镉污染还会影响水稻的光合作用，降低叶绿素的含量，从而影响水稻的光能利用率，导致产量下降。
更为严重的是，镉能在水稻体内积累，并通过食物链进入人体，对人体健康造成危害。
长期食用镉超标的大米，可能导致肾脏、骨骼等器官受损，甚至引发癌症等严重疾病。
因此，镉污染对水稻的影响不容忽视。
目前，科研人员正在积极研发新技术，以降低水稻中的镉含量，保障食品安全和人体健康。
这些新技术包括利用基因工程手段改良水稻品种，提高其对镉的耐受性和排除能力；以及通过土壤修复、水分管理等农业措施，减少土壤中镉的含量，从而降低水稻对镉的吸收。
未来，随着这些新技术的不断推广和应用，有望让水稻实现高锰低镉，为保障粮食安全和人民健康作出积极贡献。
三、高锰低镉水稻的意义高锰低镉水稻的研发和应用具有深远的意义，它不仅关乎农业生产的可持续发展，还直接影响着人们的健康和生活质量。
从农业角度来看，这种新型水稻的培育成功，代表了农业科技在解决环境问题和提高农产品质量方面的重大进步。
通过调整水稻的遗传特性，我们可以更有效地利用土壤中的营养元素，减少重金属污染，同时提高稻谷的营养价值，这是对传统农业生产方式的一次重要革新。
从人类健康的角度来看，高锰低镉水稻的推广将极大地降低人们通过食物链摄入镉等有害重金属的风险。
水稻重金属镉的吸收、转运和积累特性研究
水稻重金属镉的吸收、转运和积累特性研究一、本文概述随着工业化和城市化的快速发展，重金属污染问题日益严重，其中镉(Cd)作为一种常见的重金属污染物，对环境和生物安全构成了严重威胁。
水稻作为全球一半以上人口的主食来源，其对重金属镉的吸收、转运和积累特性研究具有重要意义。
本文旨在深入探讨水稻对重金属镉的吸收、转运和积累机制，以期为降低稻米中镉含量、保障粮食安全提供理论依据。
文章首先介绍了重金属镉的来源、分布及其对环境和生物的危害，特别是对水稻生长和稻米品质的影响。
随后，综述了国内外关于水稻对镉吸收、转运和积累的研究现状，包括水稻对镉的吸收机制、转运途径、积累部位以及影响因素等方面。
在此基础上，文章重点分析了水稻根系对镉的吸收过程、镉在水稻体内的转运途径和机制，以及镉在稻米中的积累规律和影响因素。
通过综合分析已有研究成果，文章提出了降低稻米中镉含量的可能途径和措施，包括改良水稻品种、优化种植环境、调整施肥方式等。
本文的研究对于深入了解水稻对重金属镉的吸收、转运和积累特性，揭示稻米中镉含量形成的机理，以及制定有效的稻米镉污染防控措施具有重要的理论和实践意义。
本文的研究也有助于推动水稻重金属污染防控技术的创新和发展，为保障粮食安全和生态环境安全提供有力支撑。
二、水稻对重金属镉的吸收特性水稻作为重要的粮食作物，其对重金属镉（Cd）的吸收特性一直是环境科学和农业科学研究的重要课题。
Cd是一种非必需且有毒的重金属元素，其在环境中的积累会对水稻生长产生负面影响，进而威胁到人类健康。
因此，研究水稻对Cd的吸收特性对于控制水稻中的Cd含量、保证稻米安全具有重要意义。
水稻对Cd的吸收主要通过根系进行，根系能够直接与土壤中的Cd接触并吸收。
Cd进入根系后，一方面可以通过木质部运输到地上部，另一方面也可以通过韧皮部进行再分配。
水稻对Cd的吸收受到多种因素的影响，包括土壤中的Cd浓度、土壤pH值、土壤质地、水稻品种以及水稻生长阶段等。
基于镉污染的重金属低积累优质水稻品种筛选
基于镉污染的重金属低积累优质水稻品种筛选摘要：为筛选出适宜我县种植的重金属低积累、高产量的优质稻品种，在土壤镉污染高于风险值的农用地上，开展18个水稻丰产性表现良好的品种筛选试验。
结果表明，18个供试水稻品种中稻及再生稻总产量排前五名的分别是德优4727、隆平4号、花优357、宜香优2115、正优538；中稻、再生稻籽粒中汞、镉、铬、铅含量均低于限量指标。
从18个供试水稻品种中稻、再生稻籽粒重金属含量及丰产性的角度考虑，筛选出的重金属低积累、高产量的优质稻品种是德优4727、隆平4号、花优357、宜香优2115、川华优320。
主题词：重金属低积累优质稻品种筛选近年来随着经济社会的大力发展，对生态环境产生较大影响，土壤重金属成为一项环境问题受到人们关注。
研究表明，土壤重金属不仅对植物、土壤动物、土壤酶存在一定影响，在食物端给人类也带来危害[1]，其中镉污染问题较为突出[2]。
目前，针对此问题已经有多种技术修复措施[3-4]，同时水稻作为我国最为重要的粮食作物，保障水稻安全生产亦受到广泛关注[5-6]。
富顺县作为水稻种植大县，还是“再生稻之乡”，水稻-再生稻生产同时面对数量和质量安全的挑战。
因此，针对18个水稻丰产性表现良好的品种，开展重金属低积累优质稻品种筛选试验，以了解稻谷中重金属含量、经济性状及产量结果，为挑选适合我县粮食安全生产的水稻品种提供数据参考依据。
1 材料与方法1.1供试土壤试验地位于富顺县古佛镇凤仪村，面积2.4亩，前茬为中稻-再生稻，成土母质为沙溪庙组，供试土壤类型为水稻土-渗育水稻土-渗紫泥田-大泥田，土壤质地为重壤土，地力水平中上。
试验地施肥栽秧前和再生稻收获时，分别采集耕层土壤，进行土壤重金属含量检测，检测结果详见表1。
从土壤重金属检测结果来看，供试土壤中镉（Cd）含量高于《土壤环境质量农用地土壤污染风险管控标准》（试行）中规定的农用地土壤污染风险筛选值（0.8 mg/kg），低于规定的风险管制值（4.0 mg/kg），可能存在食用农产品不符合质量安全标准等土壤污染风险。
重金属镉在植物体内的转运途径及其调控机制
重金属镉在植物体内的转运途径及其调控机制一、本文概述镉（Cadmium，Cd）是一种有毒的重金属元素，广泛存在于环境中，对生态系统和人类健康构成严重威胁。
植物作为生态系统的重要组成部分，常常成为重金属污染的主要受害者。
然而，植物也具有一定的耐受和积累镉的能力，其内部转运途径和调控机制的研究对于理解植物对重金属的响应和抗性机制具有重要意义。
本文旨在探讨重金属镉在植物体内的转运途径及其调控机制，以期为植物重金属污染修复和农业生态安全提供理论支持和实践指导。
文章将首先介绍镉污染的现状及其对植物的影响，阐述研究镉在植物体内转运途径和调控机制的重要性和紧迫性。
随后，将综述镉在植物体内的吸收、转运和积累过程，包括镉离子进入植物细胞的方式、在细胞内的转运途径以及最终在植物体内的分布情况。
在此基础上，文章将深入探讨镉转运的调控机制，包括与镉转运相关的基因、蛋白及其相互作用，以及环境因子对镉转运的影响。
文章将总结当前研究的不足和未来的研究方向，以期为植物重金属污染修复和农业生态安全提供有益参考。
二、重金属镉在植物体内的吸收与转运重金属镉（Cd）作为一种有毒的非必需元素，在环境中的广泛存在对植物生长和生态系统健康构成了严重威胁。
植物对镉的吸收与转运是一个复杂的过程，涉及多个生理和分子机制。
镉进入植物体的主要途径是通过根系。
植物根部细胞通过质膜上的转运蛋白主动或被动地吸收土壤中的镉离子。
这些转运蛋白通常对多种金属离子具有广泛的底物特异性，因此它们也可能参与其他金属离子的转运。
镉离子进入细胞后，可以与细胞内的有机分子（如蛋白质、核酸和磷脂）结合，形成稳定的复合物，从而改变这些分子的结构和功能。
一旦镉离子被根部细胞吸收，它们就可以通过质膜上的转运蛋白进入细胞的液泡中，或者通过木质部被运输到地上部分。
木质部是植物体内的主要输导组织，负责将水分和溶解在水中的营养物质从根部输送到地上部分。
在木质部汁液中，镉离子通常与有机酸、氨基酸或其他小分子结合，形成可溶性的复合物，从而被运输到植物的茎、叶和果实等部位。
一种降低水稻籽粒镉含量的育种方法
一种降低水稻籽粒镉含量的育种方法随着工业化和农业化的发展，土壤中镉元素的含量逐渐增加，导致水稻种植区域的土壤镉污染日益严重。
镉是一种有害重金属，会被水稻吸收并富集在籽粒中，对人体健康造成潜在威胁。
因此，降低水稻籽粒中镉含量成为了目前水稻育种的一项重要任务。
降低水稻籽粒镉含量的育种方法可以从以下几个方面入手：1. 筛选镉含量较低的亲本材料：通过对不同水稻品种进行大规模筛选和比较，选择出镉含量较低的亲本材料作为育种的起点。
这样可以减少后续育种过程中的难度，提高育种效率。
2. 利用分子标记辅助育种：利用分子标记技术对水稻进行遗传分析，筛选出与镉吸收、转运和积累相关的基因。
通过这些基因的检测和分析，可以在育种过程中选择出镉含量较低的水稻品种，从而降低水稻籽粒中的镉含量。
3. 交叉杂交培育新品种：通过对镉含量较低的亲本材料进行交叉杂交，在后代中筛选出镉含量更低的优良品种。
这种方法可以通过搭配不同的亲本材料，使得后代的遗传多样性增加，从而提高镉含量的降低效果。
4. 利用基因编辑技术：近年来，基因编辑技术的发展为降低水稻籽粒镉含量提供了新的途径。
通过基因编辑技术修饰水稻中与镉吸收、转运和积累相关的基因，可以实现减少镉在水稻中的富集。
这种方法能够更加精确地改变水稻基因组中的特定序列，对于降低水稻籽粒镉含量具有巨大潜力。
5. 配套栽培管理措施：除了育种方法外，配套的栽培管理措施也可以降低水稻籽粒镉含量。
比如，选择合适的种植地点，避免重金属镉的污染；合理施肥，避免过量施肥导致土壤中镉含量升高；加强田间管理，及时清除杂草和病虫害，保证水稻的生长健康等。
降低水稻籽粒镉含量的育种方法包括筛选亲本材料、利用分子标记辅助育种、交叉杂交培育新品种、利用基因编辑技术以及配套的栽培管理措施。
这些方法的应用可以有效减少水稻籽粒镉含量，保障水稻的质量安全，减少镉对人体健康的潜在风险。
通过持续的科研和实践探索，相信在不久的将来，我们能够培育出更多镉含量低的优良水稻品种，为农业生产和人民健康做出更大贡献。
镉对水稻产量的影响及其在不同器官积累的差异课件
水稻安全生产的管理措施
1 2
法律法规制定
制定和完善有关镉污染防治和水稻安全生产的相 关法律法规，为水稻安全生产提供法律保障。
政策扶持
加大对水稻安全生产领域的政策扶持力度，提高 农民种植安全水稻的积极性和收益。
3
宣传教育
加强镉污染防治和水稻安全生产宣传教育，提高 农民环保意识和安全生产意识。
05 结论与展望
降低品质
镉会使稻米品质下降，如 口感变差、营养价值降低 等。
镉对水稻产量影响的研究进展
国内外研究现状
介绍国内外在镉对水稻产 量影响方面的研究现状和 最新进展。
研究方法和成果
介绍研究镉对水稻产量影 响所采用的方法和取得的 成果，如实验设计、数据 分析等。
未来研究方向
展望未来在镉对水稻产量 影响方面的研究方向和重 点，如基因编辑、新型品 种等。
镉在水稻穗部的积累
穗部中镉的分布特点
01
镉在穗部主要集中在颖壳和谷粒中，不同部位积累的量有一定
差异。
镉对穗部发育的影响
02
高浓度镉会导致颖壳和谷粒畸形、变色，降低结实率和品质。
穗部积累对产量的影响
03
镉通过影响穗部发育直接影响水稻产量，且这种影响与土壤中
镉的含量及水稻品种有关。
镉在水稻不同器官中的积累差异研究进展
镉影响水稻产量的生理机制
镉对水稻光合作用的影响
镉能抑制水稻叶绿素的合成，降低光合效率，进而影响产量。
镉对水稻养分吸收的影响
镉能与其它矿物质元素竞争吸收位点，影响水稻对氮、磷、钾等养 分的吸收，进而影响产量。
镉对水稻生殖生长的影响
镉能干扰植物激素的平衡，影响花粉发育和结实率，从而降低产量 。
改良农艺综合措施对水稻吸收积累镉的影响
改良农艺综合措施对水稻吸收积累镉的影响一、研究背景镉是一种有毒的金属元素，它会对人体健康造成很大的危害。
如果我们长期食用含有镉的食品，就会导致慢性中毒，甚至危及生命。
所以我们需要想办法减少水稻中镉的含量，让我们吃的米饭更安全、更健康。
为了解决这个问题，科学家们开始研究改良农艺综合措施对水稻吸收积累镉的影响。
他们发现通过采用一系列科学的种植方法和管理措施，可以有效地降低水稻中镉的含量，从而保证我们的食品安全。
镉是一种有毒金属，对人类和环境都具有危害性镉是一种有毒金属，对人类和环境都具有危害性。
它会进入人体，积累在我们的骨骼和血液中，导致各种健康问题，如肾脏损伤、贫血、甚至癌症。
同时镉也会对环境造成严重破坏，影响土壤的肥力，破坏生态系统的平衡。
因此我们必须采取措施，减少镉的污染，保护我们的健康和环境。
水稻是世界上主要的粮食作物之一，但其对镉的敏感性较高水稻是世界上主要的粮食作物之一，但它对镉的敏感性较高。
这意味着如果我们的土壤或水源中含有过多的镉，那么种植水稻就会对环境和人类的健康产生严重的影响。
因此我们需要采取一些措施来减少水稻对镉的吸收和积累。
改良农艺综合措施可以帮助我们实现这个目标，例如我们可以使用有机肥料来提高土壤的pH值，从而减少镉在土壤中的溶解度。
此外我们还可以使用覆盖物来保护土壤免受风吹雨打和阳光直射的影响，从而减少镉在土壤中的迁移和积累。
除了这些技术措施之外，我们还可以通过改变种植方式来减少水稻对镉的吸收和积累。
例如我们可以采用轮作制度，让不同的作物在同一个土地上交替种植，从而减少镉在土壤中的累积量。
此外我们还可以选择低镉品种的水稻进行种植，这样即使土壤中含有一定量的镉，也不会对产量造成太大影响。
改良农艺综合措施可以帮助我们减少水稻对镉的吸收和积累，从而保护环境和人类健康。
虽然这需要投入更多的时间和精力，但它是值得我们去做的一件事情。
传统的农业措施无法有效降低水稻对镉的吸收积累改良农艺综合措施是指通过一系列的技术手段和管理方法，提高农作物的抗病、抗虫、抗旱、抗逆等能力，从而提高农作物的产量和品质。
水稻镉吸收与转运机理研究进展
收稿日期： ２ ０ １ ４１ ０２ ６ 作者简介： 王 凯（ １ ９ ８ ５－ ） ， 男， 博士， 研究领域： 水稻遗传育种， Ｅ ｍ ａ ｉ ｌ ： ｗ ｋ ８ ５ ８ ７ ＠ｇ ｍ ａ ｉ ｌ ｃ ｏ ｍ 。 通信作者： 杨远柱， 研究员， 研究领域： 水稻 遗传育种， Ｅ ｍ ａ ｉ ｌ ： ｙ ａ ｎ ｇ ｙ ｕ ａ ｎ ｚ ｈ ｕ ＠ｌ ｐ ｈ ｔ ｃ ｏ ｍ ｃ ｎ 。 基金项目： 湖南省重大科技专项（ ２ ０ １ ３ Ｆ Ｊ １ ０ ０ ８－ １ ） ； 湖南省水稻产业技术体系资助项目。
９ ２ ６
Ｃ Ｒ Ｏ ＰＲ Ｅ Ｓ Ｅ Ａ Ｒ Ｃ Ｈ ２ ０ １ ４ ， ２ ８ （ ８ ）
水稻镉吸收与转运机理研究进展
， ２ 王 凯１， 徐世龙１ ， 杨远柱１
（ １湖南亚华种业科学研究院， 长沙 ４ １ ０ １ １ ９ ； ２湖南农业大学农学院， 长沙 ４ １ ０ １ ２ ８ ） 摘 要： 综述了作物镉积累的危害性， 探讨了水稻中镉吸收与运转的机理， 提出了镉低积累品种选育的方法与 途径。 关键词： 水稻； 镉； 吸收； 转运 中图分类号： Ｓ ５ １ １ ０ １ 文献标识码： Ａ 文章编号： １ ０ ０ １ ５ ２ ８ ０ （ ２ ０ １ ４ ） ０ ８ ０ ９ ２ ６ ０ ５ Ｄ Ｏ Ｉ ： １ ０ ３ ９ ６ ９ ／ ｊ ｉ ｓ ｓ ｎ １ ０ ０ １ ５ ２ ８ ０ ２ ０ １ ４ ０ ８ １ ５
中镉的吸收和转运机理进行梳理， 并对如何选育低 镉积累水稻新品种进行讨论。
２ 水稻中镉吸收和转运
２ １ 水稻中镉吸收和转运的生理性机理 土壤中的镉被水稻根系吸收并最终在稻米中累 １ ） 根系吸收和在木质部进 积主要经历三个阶段： （ 行加载， 完成根系对镉的吸收和由根系到地上部的 转运； （ ２ ） 茎节中微管间的定向转运分配， 完成镉在 地上部运输的定向转运； （ ３ ） 叶片中的镉通过韧皮 部的再转移。研究表明由木质部介导的镉由根系向 地上部的转运能力是决定水稻茎秆和谷粒镉积累量
选育低积累水稻品种 技术
选育低积累水稻品种技术1. 引言水稻是全球最重要的粮食作物之一，为了满足日益增长的人口需求，不仅需要提高水稻的产量和质量，还需要降低其对土壤中重金属的积累。
本文将介绍选育低积累水稻品种的相关技术。
2. 低积累水稻品种的意义重金属污染是目前全球面临的一个严重问题，其中包括镉、铅等对人体健康有害的重金属。
水稻作为主要粮食作物之一，容易富集这些重金属。
因此，选育低积累水稻品种具有重要意义。
3. 选育低积累水稻品种的方法3.1 遗传改良遗传改良是选育低积累水稻品种最常用的方法之一。
通过选择耐镉、铅等重金属胁迫能力强的亲本进行杂交，并利用分子标记辅助选择技术筛选出含有抗性基因的后代。
经过多代选择和回交，最终可以获得低积累水稻品种。
3.2 遗传多样性利用利用水稻遗传资源库中的丰富遗传多样性，筛选出具有低积累能力的基因型进行杂交。
这种方法可以通过增加基因型的多样性来提高抗重金属积累能力，并产生更好的后代。
3.3 生物技术手段生物技术手段也被广泛应用于选育低积累水稻品种。
例如，利用基因工程技术将特定的抗重金属基因导入到水稻中，从而提高其抗重金属积累能力。
此外，还可以利用转录组学、蛋白质组学等方法研究水稻对重金属胁迫的响应机制，为选育低积累水稻品种提供理论支持。
4. 技术应用案例4.1 抗镉水稻品种选育中国是全球最大的水稻生产国之一，也是世界上镉污染最严重的地区之一。
为了解决镉污染问题，科学家们通过遗传改良和生物技术手段成功选育出抗镉水稻品种。
这些品种在生产中能够降低水稻对土壤中镉的吸收和积累，从而保证了水稻的质量和安全。
4.2 抗铅水稻品种选育铅是另一个常见的重金属污染物，对人体健康同样有害。
科学家们通过类似的方法，成功选育出抗铅水稻品种。
这些品种在铅胁迫下能够减少铅积累，并保持较高的产量和营养价值。
5. 发展前景与挑战选育低积累水稻品种是一个具有重要意义且具有挑战性的任务。
通过不断改良和创新，可以预见未来会有更多具有低积累能力的水稻品种问世。
镉胁迫下低吸收水稻品种中镉的转移系数和分布特征
镉胁迫下低吸收水稻品种中镉的转移系数和分布特征贾军伟1,2，陈振华3，廖诗彦1,2，骆文轩1,2，徐炜杰1,2，钟 斌1,2，马嘉伟1,2，叶正钱1,2，柳 丹1,2（1. 浙江农林大学 省部共建亚热带森林培育国家重点实验室，浙江 杭州 311300；2. 浙江农林大学 浙江省土壤污染生物修复重点实验室，浙江 杭州 311300；3. 景宁畲族自治县农业农村局，浙江 景宁 323500）摘要：【目的】探索镉污染农田下不同低吸收水稻Oryza sativa 品种对镉的吸收积累差异及在不同生长时期的分布特征。
【方法】选取5个低镉吸收品种‘中浙优1号’‘ Zhongzheyou 1’、‘中浙优8号’‘ Zhongzheyou 8’、‘华浙优71’‘ Huazheyou 71’、‘甬优17’‘ Yongyou 17’和‘甬优1540’‘ Yongyou 1540’，在浙江省丽水市景宁畲族自治县某村镉污染农田开展大田试验，探究5种低吸收品种水稻生长情况及对镉的吸收转运特征。
【结果】同一水稻品种不同器官中镉的积累存在差异。
在拔节期和孕穗期，镉质量分数从大到小依次为根、茎、叶、穗；在成熟期，除‘中浙优8号’外，其余水稻品种镉质量分数从大到小依次为茎、根、叶、糙米、稻壳；不同水稻品种中，‘华浙优71’水稻品种的根镉质量分数显著低于其他品种(P ＜0.05)，‘中浙优8号’水稻品种的茎和糙米镉质量分数显著低于其他品种(P ＜0.05)。
同一水稻品种在不同生育期的相同器官中镉积累情况不同，根茎叶中镉质量分数从小到大依次为分蘖期、拔节期、孕穗期、成熟期。
‘中浙优8号’水稻品种产量、千粒重和分蘖数均高于其他品种。
在不同水稻品种中，糙米镉与千粒重、水稻产量、土壤全镉和土壤有效镉无显著相关。
【结论】筛选出‘中浙优8号’为镉污染稻田的优选品种，后期可进一步对其低吸收积累特征进行探讨。
图1表5参32关键词：低吸收；镉胁迫；水稻；转运机制；分布中图分类号：X173 文献标志码：A 文章编号：2095-0756(2022)05-1059-08Transfer coefficient and distribution characteristics of Cd in lowabsorption rice cultivars under Cd stressJIA Junwei 1,2，CHEN Zhenhua 3，LIAO Shiyan 1,2，LUO Wenxuan 1,2，XU Weijie 1,2，ZHONG Bin 1,2，MA Jiawei 1,2，YE Zhengqian 1,2，LIU Dan 1,2（1. State Key Laboratory of Subtropical Silviculture, Zhejiang A&F University, Hangzhou 311300, Zhejiang, China;2. Key Laboratory of Soil Contamination Bioremediation of Zhejiang Province, Zhejiang A&F University, Hangzhou 311300, Zhejiang, China; 3. Agriculture and Rural Bureau of Jingning She Autonomous County, Jingning 323500,Zhejiang, China ）Abstract: [Objective ] The purpose is to explore the difference of Cd absorption and accumulation among different low absorption rice (Oryza sativa ) cultivars in Cd polluted farmland and their distribution characteristics in different growth stages. [Method ] 5 cultivars with low Cd absorption were selected:‘Zhongzheyou 1’, ‘Zhongzheyou 8’,‘Huazheyou 71’,‘Yongyou 17’and ‘Yongyou 1540’. A field experiment was carried out in a village of Jingning County, Lishui City, Zhejiang Province, to explore the收稿日期：2022-02-12；修回日期：2022-06-27基金项目：浙江省自然科学基金资助项目(LZ20C160003)；浙江省土壤污染生物修复重点实验室开放基金资助项目(FSLAB2021009)作者简介：贾军伟(ORCID: 0000-0002-9732-6765)，从事耕地质量培育与提升研究。
低镉水稻品种
低镉水稻品种
低镉水稻品种是指一类能够有效减少镉在水稻中积累的水稻品种。
这些品种包括来自自然变异或经过基因工程改良的水稻，通过降低土壤或者水域中镉的含量，或者利用植物本身对镉的吸收和转运机制来实现低镉积累。
低镉水稻品种的研究近年来受到广泛关注，这主要源于镉对人体健康的潜在危害性。
随着世界工业化进程的加速，大量排放的废弃物和化学物质，如镉等重金属元素，已污染了土壤和水源，导致农产品中镉含量日渐增高。
而人类长期摄入含镉过高的食品，会对身体健康产生一定影响，如肾脏疾病、癌症等。
因此，研究低镉水稻品种的培育和种植具有重要意义。
这些品种通过控制镉在水稻中的吸收和转运，可以有效降低水稻籽粒中的镉含量，从而保障人类健康。
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低镉积累水稻品种镉低积累的生物学机制
低镉积累水稻品种的镉低积累的生物学机制主要涉及以下几个方面：
1.镉的吸收和转运：低镉积累品种的水稻根系对镉的吸收较弱，转运至茎叶等地上部分的镉含量也相对较低。
因此，降低镉的吸收和转运是低镉积累品种的重要特征之一。
2.镉的结合和储存：低镉积累品种的水稻体内存在较多的镉结合蛋白和储存蛋白，这些蛋白质可以与镉离子结合，形成不易释放的复合物，从而降低镉离子的生物毒性和在体内的积累。
3.镉的排泄：低镉积累品种的水稻可以将吸收的镉通过排泄的方式排出体外，从而降低体内的镉积累。
这主要涉及到镉的运输和排泄蛋白的作用。
4.抗氧化系统的调节：镉在体内会引起氧化应激反应，导致氧化损伤。
低镉积累品种的水稻抗氧化系统可以更好地应对这种氧化应激，从而降低镉对细胞的损伤。
综上所述，低镉积累水稻品种的镉低积累的生物学机制是多方面的，包括降低镉的吸收和转运、增加镉的结合和储存、促进镉的排泄以及调节抗氧化系统的反应等。
这些机制的协同作用，使得低镉积累品种的水稻能够在高镉环境中生长，并保持较低的镉积累水平。