水稻砷吸收代谢的相关研究进展

水稻作为当今世界大部分地区(尤其是东南亚)主要粮食作物,由于其比其他粮食作为更易吸收砷,因而成为了砷(As)进入食物链的主要途径之一。综述了水稻对砷的吸收、代谢的相关研究,以期为解决水稻As污染提供参考,并对今后的研究提出了一些建议。     

生物体砷代谢解毒机制的研究进展

近年来砷污染问题引起了世界各地的广泛关注,砷通过地下水饮用、食物链传递进入人体,对人体产生伤害。因此,必须采取措施控制砷进入动植物和人体的数量,改变砷在生物体内的赋存形态,从而降低砷对人体产生的毒害。本文综述了砷在生物体内的基本代谢过程;砷代谢过程中的关键酶：砷酸盐还原酶、亚砷酸甲基转移酶的结构及功能。通过调控砷代谢过程中的关键酶活性,可改变砷在生物体内的形态配比和毒性,从而降低砷对人体产生的健康风险。     

水稻砷吸收代谢的相关研究进展

水稻作为当今世界大部分地区(尤其是东南亚)主要粮食作物,由于其比其他粮食作为更易吸收砷,因而成为了砷(As)进入食物链的主要途径之一。综述了水稻对砷的吸收、代谢的相关研究,以期为解决水稻As污染提供参考,并对今后的研究提出了一些建议。     

水稻砷污染遗传控制机制研究新进展

砷是全球性污染物，近年来已有大量研究报道表明亚洲乃至世界其他地区植稻土壤中砷的积累可以导致稻米中砷的累积，对人体健康产生危害。如何应对水稻砷污染已经成为目前土壤污染研究的热点问题之一，2006年联合国粮农组织也曾出版专门刊物探讨农田土壤中砷污染的控制。     

水稻和小麦累积镉和砷的机制与阻控对策

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.     

山东省南四湖地区水稻砷污染分析及食用风险评价

选取了南四湖地区的4个水稻主产地,采集了94份稻谷样品,并将其分为谷壳、谷糠和精米3个部分,对其总砷含量以及产生的人体健康风险进行了分析。结果表明：南四湖地区出产精米、谷壳和谷糠的总砷平均含量分别为103、683、和922μg/kg。南四湖4个稻米主产地以微山地区出产的稻谷砷含量最高,济宁市中区最低,嘉祥和鱼台居中。对4个稻谷主产地精米重金属元素的日剂量以及危险商分析表明,4个地区精米对人体产生的健康风险差别不大,与北京市售大米产生的人体健康风险相当,远低于湖南某污染区稻米产生的健康风险。     

铜镍铅砷对水稻复合污染的研究

通过盆栽试验研究了吉林省砂壤冲积型水稻土中Cu ,Ni,Pb,As复合污染对水稻生长效应的影响。结果表明 :As对水稻的毒害作用最大。对产量而言 ,4种元素之间表现为协同作用 ,均使水稻减产 ,毒性顺序为 :As Cu >Pb >Ni。各元素在水稻各器官中的含量 ,Cu表现为 :根 茎≈糙米 ;Ni,As,Pb则表现为 :根 茎叶 >糙米。经过一个生长期 ,4种元素在水稻体内的迁移能力总体为 :As>Cu>Ni>Pb。     

硅、硫对水稻砷吸收、积累的影响研究进展

综述了近年来硅、硫对水稻砷吸收、积累及其相关生理、分子机制影响的研究进展,重点阐述了硅和水稻吸收砷以及硫和水稻砷转运积累之间的关联,并对今后研究的主要方向进行了展望。     

污染农田水稻中砷的积累与形态组成特点及其影响因素研究

以浙江省某地铅锌矿附近污染农田为研究对象,采样分析了砷污染农田生长水稻中砷的积累和形态组成特点及其影响因素.结果表明:在水稻不同器官中砷含量表现为根部>茎>叶>谷壳>糙米;水稻根部砷含量随土壤砷污染程度的加重和土壤pH值的增加而增加,而地上部特别是糙米中砷含量受土壤性状的影响较小;水稻植株中的砷以无机砷为主,其平均量约占全砷量的85％;在水稻各器官中,As(Ⅲ)与As(Ⅴ)的相对比例有所不同,在根部、谷壳和糙米中以As(Ⅲ)为主,在茎、叶中以As(Ⅴ)为主;水稻体内DMAV(二甲基砷)比MMAV(甲基砷),以及As(Ⅲ)比As(Ⅴ)更易向上部迁移;水稻体内As(Ⅲ)与As(Ⅴ)占总砷的比例存在消长关系;水稻中无机砷占总砷的比例与土壤pH值呈负相关,与土壤Eh值呈正相关;DMAV占总砷的比例与土壤pH值呈弱正相关,与土壤Eh值呈显著的负相关;土壤淹水可增加水稻中DMAV的含量;DMAV占总砷的比例与无机砷的比例呈显著的负相关;水稻体内主要形态的砷[包括As(Ⅲ)、As(Ⅴ)和DMAV]含量基本上呈同步变化;在水稻糙米中As(Ⅲ)、As(Ⅴ)量与总无机砷量之间存在良好的线性关系.     

污染农田水稻中砷的积累与形态组成特点及其影响因素研究

以浙江省某地铅锌矿附近污染农田为研究对象,采样分析了砷污染农田生长水稻中砷的积累和形态组成特点及其影响因素。结果表明:在水稻不同器官中砷含量表现为根部>茎>叶>谷壳>糙米;水稻根部砷含量随土壤砷污染程度的加重和土壤pH值的增加而增加,而地上部特别是糙米中砷含量受土壤性状的影响较小;水稻植株中的砷以无机砷为主,其平均量约占全砷量的85%;在水稻各器官中,As(Ⅲ)与As(Ⅴ)的相对比例有所不同,在根部、谷壳和糙米中以As(Ⅲ)为主,在茎、叶中以As(Ⅴ)为主;水稻体内DMAV(二甲基砷)比MMAV(甲基砷),以及As(Ⅲ)比As(Ⅴ)更易向上部迁移;水稻体内As(Ⅲ)与As(Ⅴ)占总砷的比例存在消长关系;水稻中无机砷占总砷的比例与土壤pH值呈负相关,与土壤Eh值呈正相关;DMAV占总砷的比例与土壤pH值呈弱正相关,与土壤Eh值呈显著的负相关;土壤淹水可增加水稻中DMAV的含量;DMAV占总砷的比例与无机砷的比例呈显著的负相关;水稻体内主要形态的砷[包括As(Ⅲ)、As(Ⅴ)和DMAV]含量基本上呈同步变化;在水稻糙米中As(Ⅲ)、As(Ⅴ)量与总无机砷量之间存在良好的线性关系。     

丛枝菌根真菌对砷胁迫下水稻砷酸盐还原酶基因表达的影响

试验以水稻(Oryza sativa L.)金优64为宿主,以4种丛枝菌根真菌Glonus mosseae、Glomus intraradices、Gigaspora margarita、Gigaspora rosea为接种剂,通过盆栽试验研究在砷胁迫下4种丛枝菌根真菌分别与水稻金优64共生后对水稻的促生效应.结果表明,丛枝菌根真菌与宿主之间具有选择偏好性,水稻接种Glomus mosseae与接种其他3种丛枝菌根真菌相比,长势较明显,地上部砷的积累也较低.砷胁迫下接种不同种属的丛枝菌根真菌对水稻体内砷酸盐还原酶基因的表达影响也不同,推测砷胁迫下接种不同的丛枝菌根真菌对水稻砷代谢途径的调控机制是不同的.     

穗部畸形水稻植株和土壤中矿质元素及砷含量的分布

湖北江汉平原旱改水稻田常常发生水稻(Oryza sativa L.)穗部畸形病。2013年调查分析了旱改水稻田中两个水稻品种(丰两优香1号和糯优1号)穗部畸形和正常植株不同部位及其根际土壤中矿质营养元素和砷的含量。结果表明,发病水稻根际土壤p H及土壤有机质均略低于正常水稻根际。两个水稻品种穗部畸形植株中N、P、Mn和As含量与正常植株相比差异不显著。糯优1号水稻发病植株茎和叶中K、Mg和Cu的含量显著低于正常植株(P0.05),但丰两优香1号发病植株仅根中Ca的含量显著降低、及显著提高了茎中Cu的含量(P0.05)。本次调查说明,江汉平原水稻穗部畸形病的发生可能与植株矿质元素含量缺乏或过量无关。     

无机砷对不同水稻品种种子萌发和幼苗光合生理的影响

通过砷胁迫下水稻种子发芽和水培试验,测定了不同水稻品种发芽率、根长及芽长等萌发指标及光合生理指标,分析了不同水稻品种耐砷性差异。结果表明,砷浓度0.6 mg·L-1时,促进了大部分水稻品种的发芽率及芽和根的生长,当砷浓度达到0.8mg·L-1以上时则显著抑制了发芽率及芽和根的生长(P0.05),但出现抑制作用的起始砷浓度因水稻品种不同而具有差异。武运粳24、镇稻16和两优6326发芽率抑制作用的砷起始浓度明显高于其他水稻品种。砷浓度逐渐升高时,宁粳1、南粳44、镇稻16、武运粳24和两优6326的根和芽的生长明显优于其他水稻品种,但当砷浓度达到最大值(3.0 mg·L-1)时,根和芽的生长受到显著抑制,且根所受的抑制作用明显大于芽。除宁粳1和南粳44外,短时间砷胁迫没有显著降低其他水稻品种叶片的相对叶绿素含量(SPAD)。短时间砷胁迫使得大部分水稻品种的净光合速率增加,但胞间CO2浓度、气孔导度和蒸腾速率则显著下降。不同品种水稻对砷的耐性具有显著差异,这为耐砷水稻品种的筛选提供了重要的科学依据。     

砂壤水稻土添加砷对水稻生长发育和残留的研究

在吉林省砂壤水稻土添加不同浓度砷对水稻生长发育和残留规律进行盆栽试验研究。结果表明，砷对水稻的毒害作用极大，能严重地抑制其生长发育，土壤投加砷１５－５０ｍｇ／ｋｇ条件下，可使水稻减产３０－６５％。     

土壤砷有效性及其在柑桔中累积特征研究

在对全国柑桔主产区部分土壤和植株系统采样基础上,采用1.0mol/L HCl、0.5mol/L NaHCO3和1.0mol/L NH4Cl对土壤砷提取测定,结合土壤总砷、柑桔植株枝条、叶片和果肉中砷的测定结果,研究柑桔园土壤砷的总量、有效性及砷在柑桔中分布累积规律.结果表明:供试土壤总砷含量在1.77～16.0mg/kg之间,按土壤类型,黄棕壤最高,以下依次为黄壤、红壤和紫色土;砷在柑桔植株中累积分布规律为,叶片最高,枝条次之,果肉最少.其中,果肉与叶片砷含量呈极显著正相关(R=0.735 6**n=13),且叶片累积远大于果肉;三种提取剂中,0.5mol/L NaHCO3无论在酸性或石灰性土壤上提取结果均表现与柑桔果肉砷含量具极显著正相关性(R=0.541 0**n=45),可作为柑桔土壤砷有效性指标;0.5mol/L NaHCO3提取有效砷与土壤Olsen磷呈极显著正相关(R=0.600 6**n=45),且在不同酸碱性质土壤上砷的提取量与Olsen磷的大小具有相同趋势,证明砷在土壤中具有与磷相似的化学行为和吸附-解吸特征.     

土壤环境中砷污染防治的研究——Ⅱ.绍兴银山畈水稻田砷污染治理

通过田间和室内试验,探讨了绍兴银山贩水稻田砷污染防治的一些措施。结果表明:(1)施用铁、锰和石灰能不同程度地减少土壤中水溶性砷含量;铁、锰的加入在土壤淹水的情况下,使产量增加不显著,在搁田的情况下,使产量低于对照:石灰的加入引起土壤pH过高,导致减产68％。(2)搁田能显著提高土壤Eh,降低土壤中水溶性砷和其中的As(Ⅰ)％以及糙米含砷量,并增产22Ⅱ;施用紫云英能显著降低土壤Eh,可增加土壤中水溶性砷和其中的As(Ⅲ)％,使水稻前期生长较差。(3)在砷污染地区。宜种植552、沪红早一号等水稻品种,而不宜种植浙辐802、85—149等品种。(4)在绍兴银山畈,在土壤含全砷70mg/kg和100mg/kg以上时,浙辐802和二九丰的糙米含砷置分别超过了卫生标准。     

华南地区不同品系水稻积累砷特征及其影响因素

选用华南地区较为常见的杂交稻、优质常规稻2个水稻品系,16个水稻品种,通过土壤盆栽试验,待其成熟收获后,分析水稻根表、根部、秸秆、糙米中砷含量及相关影响元素的含量,旨在研究不同水稻品系(种)对砷吸收、转运和积累规律以及其影响因素,为低积累、高耐性水稻品系(品种)的选择及相应的农业措施提供科学的理论依据.结果表明,砷在水稻中的分布情况为根表>根部>秸秆>糙米;供试的糙米中砷含量为0.18～0.47 mg·kg<'-1>,均符合国家卫生标准(GB 4810-1994).水稻根表铁锰膜中砷含量随根表中铁、锰的增加而富集,相关分析表明,根表铁锰膜形成可以有效降低糙米砷积累,而秸秆磷可以有效降低秸秆中砷的积累.杂交稻各部位的砷含量及转移系数均高于常规稻,且秸秆和糙米砷含量差异达到显著水平;天优122的糙米砷积累能力高于其他品种,美香占2号低于其他品种.     

施硒对水稻外观品质及籽粒硒、镉和砷含量的影响

喷施叶面硒肥是提高水稻籽粒硒含量的有效措施。通过对杂交水稻隆两优华占在孕穗期施用不同浓度的硒叶面肥,研究了施硒对水稻外观品质及籽粒硒、镉和砷含量的影响。结果表明:①施硒能显著提高水稻的整精米率,降低垩白度,当施用量为23 g/hm~2复合硒叶面肥+20 g/hm~2亚硒酸钠时,整精米率达到最高值65.67%,垩白度达到最低值0.65%;②增施硒肥能增加水稻精米和糙米的硒含量,当施用量为23 g/hm~2硒叶面肥+30 g/hm~2亚硒酸钠时,水稻精米和糙米硒含量分别达到最大值为0.784 3 mg/kg和0.816 7 mg/kg,糙米积累硒的能力高于精米;③增施硒肥对水稻精米和糙米中镉和砷含量均没有显著影响,表明籽粒对硒与镉和砷的吸收没有协同作用。同一处理下糙米镉含量均高于精米镉含量,但差异不显著,糙米对重金属砷的累积效果均显著高于精米。