镉胁迫对不同水稻基因型生长的影响

从形态指标、产量构成因素研究水稻对重金属耐性特征,筛选和培育籽粒有毒重金属积累低且对重金属耐性较强的品种,是在轻、中度重金属污染土壤上持续生产安全稻米的一条经济、有效的途径。该文以耐性不同的两个水稻品种（Lement,低累积型和Dular,高累积型）为材料,通过盆栽试验研究了镉胁迫对水稻植株生长的影响,结果表明,水稻各器官Cd含量随Cd处理水平和生育进程而增加,且吸收的Cd主要积累在根系,Cd在水稻各部位中的分布规律为：根〉茎〉叶〉穗〉稻米。从水稻产量的构成因素来看,镉胁迫导致Dular水稻产量下降的的最主要原因是分蘖受阻,有效穗减少。结果还表明,低累积型水稻品种的镉耐性与其吸收镉相对较少或向地上部运输比例较少有关。     

镉胁迫下不同水稻品种镉的累积与产量差异比较

探讨在镉(Cd)胁迫下水稻植株内的镉含量,以及水稻不同部位镉累积情况,筛选出高耐镉性且高产的水稻品种。以不同粳稻和籼稻品种为研究对象,通过盆栽试验,在不加镉与镉胁迫2种处理下,探讨不同水稻品种收获期的Cd含量,Cd累积情况。2种处理下水稻体内镉含量大致都为根茎叶谷壳籽粒,且镉主要集中在根部;镉在不同水稻品种内的累积与分布存在差异,尤其是镉在籽粒中的累积差异较大,8个中稻品种中籽粒镉含量以品种‘春优84’的增加幅度最低,表现出较低的镉累积能力;同时也表明镉胁迫下粳稻镉累积量高于籼稻;在镉胁迫处理下籼稻产量显著减少,而粳稻产量均增加。‘春优84’籽粒镉含量增幅最低,表现出显著的耐镉性,虽其产量有所影响,但从镉安全性考虑,可作为湖南省镉污染区域推广品种选用。     

锰镉对水稻生长的影响及其镉积累调控

近年来,由于长期污灌、大量施用富镉磷肥、农药等原因．农田镉污染日益严重,不仅影响了水稻的生长和稻米品质,还进一步经食物链威胁着人类的健康。因此,有效地控制稻米镉积累的技术措施变得尤为重要。利用锰镉间存在拮抗作用这一原理,通过改善水稻植株的锰营养平衡可以缓解水稻镉毒害以及调控稻米对镉的吸收积累。     

土壤镉含量影响水稻产量与稻穗镉累积分配的品种间差异

以谷粒镉（Cd）积累能力不同的3个晚稻品种（天优华占、星2号和湘晚籼13号）为材料,在人为设置的3个土壤Cd含量条件下,研究土壤镉含量提高对水稻产量与稻穗镉累积分配特性的影响及其品种间差异。结果表明：（1）土壤Cd含量提高使水稻产量下降,在添加1.0mg/kg Cd时各品种均显著减产,以天优华占降幅最大;土壤Cd含量提高对水稻产量构成因素的影响具有品种间差异,但其使各品种产量下降的主要原因基本一致,即主要由有效颖花数、结实率与收获指数下降导致。（2）稻穗与谷粒各部分Cd含量均随土壤Cd含量提高而显著提高,但并不呈直线增长趋势,3个品种的提高幅度表现天优华占>星2号>湘晚籼13号趋势。（3）稻穗Cd累积量随土壤Cd含量提高而显著提高,品种间稻穗Cd累积量呈天优华占>星2号>湘晚籼13号趋势。（4）稻穗Cd主要累积在实粒中,但实粒Cd所占比例随土壤Cd含量提高呈下降趋势,3个品种实粒Cd所占比例呈星2号>天优华占>湘晚籼13号趋势。可见,土壤Cd含量提高对水稻产量与稻穗Cd累积分配的影响具有明显的品种间差异,Cd污染程度不同的稻田应因地制宜选择水稻品种。     

181份多样性籼稻种质苗期和成熟期镉积累表型评价

近年来,中国稻米镉污染问题较为严重,对人们生活和健康带来严重的威胁。选育低镉积累水稻品种是解决此问题最简单有效的途径,而筛选低镉积累水稻资源是低镉积累水稻品种选育的前提和基础。本研究以引进的来自31个国家(地区)的181份多样性丰富的籼稻种质为研究材料,利用水培和中度镉污染的农田分别对这些种质的苗期地上部分镉吸收和成熟期稻米镉积累进行测定。研究结果表明,苗期地上部分和成熟期稻米镉积累量在品种间有很大差异。苗期地上部分镉含量变异范围为9.90~106.80 mg/kg,而稻米镉含量的变异范围为0.12~1.23 mg/kg。鉴定出稻米镉含量低于0.20 mg/kg的种质3份,地上部和稻米镉含量均较高的种质16份。相关性分析结果表明,苗期镉吸收与稻米镉积累极显著相关(r=0.3861, p0.000 1),苗期镉吸收低的稻种,其稻米镉含量亦相对较低,苗期镉吸收可作为稻米镉累积的重要指示之一。本研究结果为籼稻低镉积累品种选育和镉污染农田的植物修复提供良好的材料基础。     

水稻作物对重金属镉的积累、耐性机理以及栽培调控措施进展

为了更加深入研究水稻作物对土壤中镉的积累与毒害耐性机理、了解栽培调控措施对稻米安全生产的意义,本文归纳了水稻作物对镉的转运和积累,分析了水稻镉积累差异及其特征;总结了水稻作物耐镉胁迫的机制,从抗氧化系统,限制吸收和运输,螯合作用等方面分析了水稻对镉胁迫的耐性机制;从肥料、水分等方面分析了栽培措施对水稻镉吸收和积累的调控效应。提出了应加强污染预防品种的选育和栽培调控措施研究等工作的意见和建议。     

粒肥施用时期对水稻镉积累的影响初探

探索生育后期氮肥施用对水稻镉积累的影响,为稻米镉消减提供技术支持。采用大田小区试验,以杂交稻株两优819(早稻)和常规稻湘晚籼12号(晚稻)为试验材料,设粒肥用量占总氮20%的不同生育期施粒肥处理,分别为始穗期施粒肥(F1)、齐穗期施粒肥(F2)、灌浆期施粒肥(F3)及不施粒肥处理(CK)。试验结果表明,合理施用粒肥可显著提高晚稻籽粒生物量,齐穗期和灌浆期施用粒肥显著提高了早稻籽粒生物量。不同生育期施粒肥对降低籽粒富集系数、镉在植株内转运系数存在显著差异;不同生育期施粒肥水稻成熟期各部位镉含量不同,施粒肥提高了早稻根系和茎叶的镉含量,但显著降低了籽粒镉含量,其值表现为CKF1F3F2;晚稻的根系镉含量在始穗期施粒肥处理显著提高,茎叶镉含量均显著大于CK,灌浆期施粒肥处理的籽粒镉含量有小幅度降低;与CK相比,早晚稻籽粒镉含量最大降幅分别为44.87%,22.31%。可知,不同生育期施粒肥对早晚稻籽粒的镉含量影响有差异,齐穗期施粒肥可显著降低早稻籽粒的镉含量,灌浆期施粒肥能降低晚稻籽粒的镉含量。     

不同品种和地区对稻米镉含量与品质的耦合影响

为了研究不同水稻品种在不同种植地区的稻米镉含量及其与品质的关系,以分别种植在湖南长沙和广东惠州的‘齐丰占’、‘湘直粳’、‘玉香油占’等46个不同遗传背景的水稻品种(系)为研究对象,采用原子吸光光谱法测定稻米镉含量和FOSS全自动流动注射仪测定米质各性状指标。结果表明:(1)不同基因型水稻品种的镉积累存在极显著水平的品种间差异,在长沙地区种植稻米平均镉含量大约是惠州地区的两倍。(2)不同水稻品种(系)在惠州地区种植的稻米品质明显优于长沙地区。(3)不同水稻品种(系)在长沙地区种植的精米镉含量与胶稠度、蛋白质含量间具显著相关性;而在惠州地区主要与糙米率、精米率呈显著水平的负相关;与其他米质性状的相关性均未达显著水平。惠州地区稻田环境更利于种植水稻,‘湘晚12选32’、‘湘晚籼12号’、‘湘晚6选31’等为低镉积累品种,可推广;‘佳福占’、‘9311选’、‘R云育90’等镉含量已超过国标,不可作为生产推广品种。     

不同耐镉作物体内镉结合体的对比研究

通过镉在不同耐性作物根细胞中的分布及细胞内镉结合体的对比研究，发现小黑麦对镉的耐性并非主要是使其碹地细胞壁以减少其活性而解毒的机制；与其它耐性较低的作物相比，耐性相对较强的小黑麦中的分子量为１７ＫＤ的蛋白质合成加速，推断与其在镉胁迫下的生理适应性有关，经镉诱导产生了分子量为３．１ＫＤ的镉结合蛋白质，起到了减少体内游离态镉含量的作用，是小黑麦耐受镉的机制之一。     

稻米重金属镉含量预警方法研究

中国是水稻生产量最大的国家,近年来稻米中的重金属特别是镉成为公众关注的对象,也因此控制稻米中的镉超标是政府在农业生产方面最重要的工作之一。笔者研究了3 种大田土壤条件下种植的4 个水稻品种在灌浆结实期间稻米重金属镉的积累规律。结果表明：开花后16 天（第1 次）采样与开花后36 天（第6 次）采样结果存在显著差异,开花后20 天（第2 次）采样和其它5 次（分别为开花后16、24、28、32、36 天）采样结果无显著差异。在开花后20 天进行稻米镉含量检测结果,与谷粒成熟期的结果一致,可将采样时间提前20天,对稻米安全管理起到预警作用。     

一个内含子长度多态性标记与栽培稻F1花粉育性基因座连锁

本研究利用两份栽培稻(OryzasativaL.)种质HITAR005和IRGC20509杂交建立了含有500个单株的F2群体,采用内含子长度多态性标记对F2群体中的117株进行了标记基因型分析。研究发现一个内含子长度多态性标记,RI01594,其标记座位上与父本(IRGC20509)相同基因型的纯合植株完全消失,且母本纯合基因型植株与杂合基因型植株的比率符合1:1(!2C=0.90,"2C相似文献   

通过标记辅助回交育种改良优质水稻保持系金山B-1的稻瘟病抗性

金山B-1是本室育成的一个优质水稻雄性不育保持系。为了改良金山B-1的稻瘟病抗性,我们以水稻品系75-1-127为供体,通过标记辅助连续回交将显性广谱抗稻瘟病基因Pi-9导入到金山B-1中。已知Pi-2与Pi-9等位或紧密连锁。根据前人报道的Pi-2的双侧标记和公共数据库提供的水稻基因组序列信息,我们开发了一个在金山B-1和75-1-127之间表现多态的SSR标记SRM22。该标记与Pi-9基因紧密连锁,估计与Pi-9的物理距离为309Kb,换算成遗传距离为0.73cM。在各世代皆利用SRM22对目标基因进行跟踪,并结合形态性状进行背景选择。在BC3F1代,将中选单株与不育系金山A-1进行杂交并检查其后代的育性,以测验这些单株的不育保持性。在BC3F2代,根据抗病标记、不育保持性(根据BC3F1推断)及形态性状,选得5个符合需要的单株,由此得到5个抗病性得到改良的金山B-1近等基因系(BC3F2:3)。抗病鉴定表明,所有育成株系的抗性水平皆显著高于金山B-1,说明抗病基因确实已经导入金山B-1,利用SRM22标记进行选择是可靠的。但值得注意的是,所有育成株系的抗性水平都略低于75-1-127,说明Pi-9的抗病能力会受到遗传背景的影响。     

不同杂交水稻品种糙米中重金属Cd、Zn、As含量的差异研究

为了研究不同品种及类型杂交水稻对重金属Cd、Zn和As吸收累积差异,在湘南某矿区重金属和As复合污染稻田中种植30种不同品种的杂交水稻。研究结果表明：30个杂交水稻中糙米Cd含量为0.28~0.83 mg/kg,Zn含量为24.13~34.16 mg/kg,无机As含量为0.45~0.77 mg/kg。不同基因型杂交水稻品种吸收累积重金属Cd、Zn和无机As有一定的差异性,Cd在不同水稻品种糙米中的积累存在显著差异性,而Zn和无机As在水稻糙米中的累积差异性不显著。不同类型的杂交水稻之间对于重金属的累积也存在差异性,两系杂交水稻和三系杂交水稻糙米中Cd含量存在显著差异(P<0.05),而糙米中Zn和无机As的含量差异性不显著。因此,根据不同基因型杂交水稻对重金属累积的差异性,筛选出重金属低累积水稻品种的方法是可行的。     

水稻苗期耐Cd胁迫的QTL定位分析

[目的]进行水稻苗期耐Cd胁迫的QTL初步定位。[方法]（1）以Lemont（美国）和Dular（印度）杂交建立的重组自交系（RILs）群体,包括123个家系和亲本在内,用含有0.2mg/L镉的水培液进行处理,以不加镉培养的水培液作为对照,考察了叶绿素含量、根长、株高、叶长等4个性状,并转换成抗性指数,用于评价水稻对Cd污染的抗性指标。（2）在已构建的以109个引物为基础的遗传图谱上进行复合区间定位。[结果]（1）共检测到9个加性QTLs,涉及1,2,3,11等4条染色体,其中,以叶绿素抗性指数为指标,检测到3个与耐Cd有关的QTLs 分别位于第2,3,11染色体上,解释了14%,9%,9%的表型变异;（2）以根长抗性指数为评价指标,只定到1个位于第1染色体上控制耐Cd的QTLs,解释了9%的表型变异; （3）用株高抗性指数进行定位,共有3个与耐Cd相关的QTLs,位于1,1,11染色体上,分别解释了10%,27%,10%的表型变异;（4）而以叶长抗性指数进行水稻秧苗耐Cd性表现的QTL定位,结果发现也有2个QTLs与其耐Cd 反应有关,它们分别位于1,11染色体上,解释了21%,12%的表型变异。分析表明,在采用不同评价指标所检测到的9个与耐Cd相关的QTLs中,有7个集中于第1和第11染色体上,其中第1染色体上有4个,第11染色体上有3个。（结论）以株高和叶绿素抗性指数为评价指标,检测到的QTLs最多,根长抗性指数为评价指标的最少。研究还发现在第1和第11染色体上的相同区间内同时检测到以不同抗性指数为评价指标的多个与耐Cd相关的QTLs,推测它们可能是功能相同的几个紧密连锁的非等位基因,也可能就是同一等位基因的不同表现形式,从而也说明了该评价指标用于基因定位的准确性和可行性。     

施用污泥对土壤中重金属含量的影响

随着城市污水处理厂数量的迅速增加,污泥的处置及其环境影响受到越来越多的关注。污泥土地利用因具有处理费用低廉及高效性的特点,已成为重要的污泥处理方式。然而污泥中的重金属元素是限制其大规模农田利用的重要因素。施污土壤中重金属的形态研究可以用来评价土壤中重金属的生物有效性以及它们在土壤中的移动性。用修正BCR三步连续提取法进行分步提取研究了施污后的水稻田土壤中Cu、Pb、Cd、Zn的形态分布状况。与对照相比,在直接施用污泥的水稻田土壤中Cu、Pb、Cd、Zn的含量显著增加。但即使是在施污60t hm-2的土壤中,Cu、Pb、Zn的含量亦远低于我国土壤环境质量标准。在施污的水稻田土壤中4种重金属元素的形态分布规律为：残渣态＞可氧化态＞可还原态＞可交换态和弱酸溶解态。这些重金属元素在水稻田土壤中相对稳定性顺序为Zn＞Cu＞Cd=Pb。     

不同水稻品种对铜镉的吸收与耐性研究

以七种水稻品种为材料,通过温室水培试验,研究七个水稻品种Cu,Cd吸收累积特征的差异。结果表明：汕优63相对其它六种水稻品种属于高积累水稻品种,对重金属Cu,Cd较敏感;武育粳3号属于相对低积累水稻品种,对重金属Cu,Cd相对不敏感。     

不同生育期脱水对稻米镉含量的影响

为进一步探究水分管理对稻米镉含量的影响,以6 个早稻品种、4 个晚稻品种为研究材料,通过盆栽试验研究了不同生育期脱水（分蘖期脱水,T1;孕穗期脱水,T2;抽穗期脱水,T3;乳熟期脱水,T4;蜡熟期脱水,T5;全生育期淹水,CK）对稻米镉含量的影响。结果表明：脱水处理、品种及二者交互效应对稻米镉含量的影响均达到极显著水平(P＜0.01),不同处理间精米镉含量的大小顺序为T3＞T1＞T2＞T4＞T5＞CK,W2（‘C两优7 号’）、W12（‘湘晚籼13 号’）、W8（‘金优59’）3 个品种的耐镉特性及稳定性较好,适合一般污染区大面积种植。精米镉含量在水稻品种类型之间存在极显著差异(P＜0.01),其含量由高到低为超级杂交稻、常规稻、杂交稻;生育类型不存在主效应。     

营养调节剂和纳米硅降低烟叶重金属铅镉含量及提高其含钾量的研究

为了探讨营养调节剂(NR)和纳米硅(N-Si)对降低烤烟重金属铅(Pb)、镉(Cd)和提高钾含量的作用,在2009—2010年对烤烟施用NR提高烟叶钾含量研究取得成果的基础上,采用大田试验研究了NR和N-Si配合施用对烤烟重金属Pb、Cd及钾含量的影响。结果表明：(1)NR与N-Si配施能显著降低土壤DTPA提取的可吸态Pb、Cd含量,有效减少烤烟对土壤中Pb、Cd的吸收,从而降低烟叶中Pb、Cd的含量;烟叶中Pb、Cd含量均以施NR 46.02 kg/hm2、N-Si 45.00 kg/hm2的处理5含量最低;与不施NR、N-Si的处理1相比,上中下部烟叶Pb含量分别减少了53.4%、30.2%、39.4%;Cd含量分别减少了46.8%、49.7%、54.6%。(2)NR与N-Si配施能显著提高烤烟烟叶钾含量,其中以处理5效果最优,较处理1上中下部叶分别增加了61.4%、42.1%、56.6%,上、中部叶均达到优质烟叶(3%)的含钾量标准。     

结实期灌溉方式对水稻品质和不同器官镉浓度与分配的影响

旨在探讨在土壤镉（Cd）污染条件下,能否通过合适的灌溉方式改善稻米品质并减少Cd在籽粒中的分配。盆栽扬粳9538（粳稻）和扬稻6号（籼稻）,于移栽前加Cd 150 mg kg-1（Cd处理）,以未加Cd为对照（CK）。自抽穗后7 d至成熟设置3种灌溉方式,即保持水层(WW);轻干-湿交替灌溉(MD,土壤落干至土壤水势为－20 kPa时复水);重干-湿交替灌溉(SD,土壤落干至土壤水势为－40 kPa时复水)。结果表明,在土壤Cd浓度相同条件下,与WW比较,MD显著增加结实率、千粒重、产量、稻米的出糙率、精米率和整精米率,显著降低垩白度,SD的结果则相反。Cd处理对结实率、千粒重和稻米品质各指标无显著影响。在Cd处理条件下,与WW相比,MD和SD显著增加Cd在根系的浓度和分配比例,降低Cd在茎叶的浓度和在籽粒的分配比例。籽粒和精米中Cd浓度,SD显著高于WW,MD与WW无显著差异。Cd在精米的分配比例则SD显著低于MD和WW。两品种结果趋势一致。说明结实期轻干-湿交替灌溉可以增加产量、改善稻米的加工和外观品质,并可不增加甚至降低Cd在籽粒中的浓度及分配比例。从根系活性、叶片光合特性以及Cd的转运等方面分析了在不同灌溉方式下产量、品质及不同器官Cd浓度与分配差异的原因。