水稻镉耐性和积累的基因型差异与机理研究

镉（Cd）是动植物非必需的有毒重金属,进入食物链对人体有严重的健康威胁,是已知威胁最严重的农田污染物之一。植物的Cd耐性以及Cd在植株不同器官中的积累与分布存在着显著的种间和品种间差异。水稻是我国主要粮食作物之一,也是对镉富集较强的作物。因此,筛选Cd耐性强且稻谷Cd低积累的品种是进行稻米安全生产的重要途径。同时,Cd对植物造成毒害作用以及植物对Cd的吸收积累与众多环境因子和植物本身的生理代谢途径密切相关,而且表现出复杂的交互作用。目前这些作用机理尚未明确,限制了作物包括水稻的安全生产。本研究明确了Cd在水稻茎叶、籽粒中积累与分布的基因型差异以及基因型和环境效应,并在此基础上利用水培试验,系统地研究了Cd抑制水稻生长以及对抗氧化酶系统、氮代谢途径影响的基因型差异,阐明了铝、盐胁迫处理和铁营养对水稻耐镉性和积累的影响。 1.水稻植株镉（Cd）积累与分布的基因型差异与环境效应分析 在浙江省不同稻区采集了11个晚粳稻材料,测定分析了籽粒和茎叶中Cd含量。结果表明,水稻籽粒和茎叶中的Cd含量与土壤中Cd水平密切相关,呈现出显著的正相关,且籽粒和茎叶Cd含量在不同品种之间差异显著。籽粒Cd含量与茎叶Cd含量之比值(RG/S)与土壤Cd水平呈负相关,表明随着土壤中有效态Cd含量的增加,茎叶的Cd含量相对增加较多。水稻籽粒的Cd含量主要取决于Cd的分配,茎叶中含量高的品种籽粒中含量并不一定也高。水稻籽粒与茎叶Cd含量的基因型与环境变异分析表明,基因型效应、环境效应以及互作效应对水稻籽粒Cd含量水平均有重要的影响,而水稻茎叶Cd含量的变异中,互作效应起主导作用。 2.镉胁迫对不同水稻基因型植株生长和抗氧化酶系统的影响 以籽粒镉积累水平不同的两个水稻品种（丙97252,低积累型;秀水63,高积累型）为材料,研究了镉胁迫对水稻植株生长和抗氧化酶系统的影响。采用水