水稻镉积累与调控研究进展

镉通过水稻植株吸收进入食物链而危害人畜健康,水稻低镉累积研究已成为当今生态环境领域、水稻栽培与育种领域的重要课题。本文从水稻对镉的积累累积特性、镉的运转、稻田镉的控制及低镉低累积积累水稻品种的选育等方面,综述了镉在不同水稻品种类型、不同生育期及不同水稻器官间的积累累积规律,镉从土壤到籽粒的运转过程,主要控镉技术对水稻镉吸收的影响,以及低镉低累积积累水稻品种选育的研究进展。并从水稻镉代谢规律与遗传改良、土壤修复、良种良法等方面探讨水稻低镉低累积积累的研究方向。     

低镉水稻品种臻两优 8612 的示范推广与高产栽培技术分析

2023 年衡阳在全市耕地安全利用区示范推广种植镉低积累水稻品种臻两优 8612,加强高产栽培技术指导,并选点进行测产和稻谷镉含量快速检测。现场评议结果显示,该品种平均产量达到 650kg/667m2 以上,稻谷镉含量远低于 0.2mg/kg的国家标准,具有绿色、高产、低镉的良好表现。通过在重金属污染耕地上推广镉低积累水稻品种,兼顾成本和效用,有力实现了从源头解决稻谷镉含量超标问题,对下一阶段水稻新品种选育、推广的方向选择起到重要指导意义,对有效提升受污染耕地安全利用水平、保障粮食质量安全起到积极作用。     

乐山市高产优质水稻新品种引进及推广应用

“十三五”以来,四川省乐山市种子管理站一直致力于高产优质水稻新品种的引进、试验示范及推广应用,在各区县主要水稻生产区域布点,建立展示示范基地,形成了一套推广应用体系、一批适宜稻—药轮作的水稻新品种与新技术,引进了一批产量在 800kg/667m2 及以上的超高产品种、一批重金属低镉吸附品种,筛选了一批再生能力强和丰产性好的品种,培育了一批优质优价“乐字号”大米品牌,产生了明显的社会、经济、生态效益,科学技术成果转化成效十分显著。     

提高杂交水稻镉低积累臻两优 8612 种子质量的技术措施

归纳了 2022-2023 年湖南亚华种业有限公司在杂交水稻臻两优 8612 海南制种过程中的质量管控技术要点,总结了镉低积累品种种子生产过程中提质保优的经验,以期为种业企业进行杂交水稻镉低积累品种种子生产时对种子质量的管控提供参考。     

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。     

基于GC-MS对水稻种子耐镉差异代谢物的筛选与分析

为了筛选耐镉性较好的水稻品种,本研究利用气相色谱质谱联用仪,对24份不同耐镉程度的水稻品种进行了代谢物的定性与定量分析,通过主成分分析(PCA)和偏最小二乘判别分析(PLS-DA)等多元统计分析方法筛选出水稻耐镉差异性代谢物。结果表明:24份水稻种子共检测出59种主要代谢产物,有机酸类物质可将不同耐镉水平的水稻区分开;同时结合PLS-DA与T检验筛选后得出4种差异代谢物(VIP>1,p<0.05),其中9,12-亚油酸主要存在于低耐品种,而丙二酸、扁桃酸和D-甘露醇主要存在于高耐品种中。说明有机酸类物质与水稻耐镉性相关,可作为区分水稻种子耐镉差异的标志代谢物。     

重度镉胁迫下不同水稻品种镉富集差异研究

以22个不同水稻品种(系)为材料,采取盆栽试验研究了重度镉胁迫下品种间籽粒产量、糙米镉含量及镉富集系数差异变化。结果表明,不同水稻品种(系)籽粒产量、糙米镉含量及富集系数存在较大差异,其变幅分别为54.10~142.50 g/盆、0.094~0.358 mg/kg、0.049~0.187,最高值与最低值分别相差2.63倍、3.81倍、3.82倍。重度镉胁迫下水稻产量与糙米镉富集能力不存在显著相关性。依据籽粒产量和糙米镉富集能力进行聚类分析表明,可将参试水稻品种分为3大类,第1类产量较低,包括1个镉富集较弱和3个镉富集较强品种;第2类产量中等,包括6个镉富集较弱和2个镉富集极强品种;第3类产量较高,镉富集能力中等(10个品种)。基于籽粒产量和糙米镉富集差异,可通过筛选、培育低镉高产品种用于镉污染区种植,这对于保障粮食安全生产具有重要意义。     

镉在水稻体内的分配规律与水稻镉耐性的关系

通过盆栽实验研究了镉在水稻体内的分配规律,结果表明,吸收的镉大部分累积在根部,越往上吸收越少,即Cd在水稻体内各器官的分配规律是：根>>茎>鞘>叶>稻米。就稻米镉含量而言,Lemont稻米镉含量比F6-138-1低,这与前期筛选的结果认为Lemont是耐性品种,F6-138-1是敏感品种是一致的,从而验证了前期的筛选方法。结果还表明,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低有关。     

镉胁迫对不同水稻品种苗期光合特性与生理生化特性的影响

为了研究镉抗性不同的水稻品种对镉胁迫的生理生化响应差异,采用水培法,以对镉胁迫相对敏感的水稻品种28占和对镉胁迫相对耐受的水稻品种黄粤占为材料,研究了0(蒸馏水,对照),0.05,0.10,0.20 mmol/L 4种不同镉胁迫浓度对该2个水稻品种种子萌发幼苗期的生物学性状、光合特性和生理生化指标的影响。结果表明:不同镉胁迫处理浓度下,2个供试水稻品种28占和黄粤占的苗高、根长、幼苗鲜质量与幼苗干质量均随镉胁迫处理浓度的增大而减小,其中28占减小相对较显著;镉胁迫条件下,水稻叶片的净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、蒸腾速率(Tr)和胞间CO2浓度(Ci)均呈不同程度的下降趋势。耐镉水稻品种黄粤占Pn、Gs、Tr和Ci的下降均低于镉敏感型水稻品种28占;气孔限制百分率(Ls)呈增加趋势,且品种间差异不显著。随着镉胁迫处理浓度的增加,2个供试水稻品种28占和黄粤占的幼苗叶片叶绿素含量呈下降趋势,而MDA含量、SOD、POD和CAT等抗氧化酶的活性均随着镉胁迫处理浓度的升高而增大,且镉胁迫处理下黄粤占的MDA含量与各抗氧化酶活性较对照的相对增加值小于28占。结果表明,水稻品种黄粤占种子萌发幼苗期对镉胁迫具有较好的抗性。     

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。     

我国优质水稻品种发展现状与展望

简要回顾我国优质水稻发展历程和品种审定标准研究与应用情况,并综合分析了近10年来优质水稻品种试验、审定和推广应用主要数据发现,我国水稻审定品种稻米品质优质化率不断提高,主要品种推广应用速度明显加快,但目前仍存在优质品种的关键指标优而不全、品种结构类型亟待优化、配套生产技术需加大研发和集成等问题,针对这些问题进行了分析讨论,提出了下一步优化品种发展的相关建议。     

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。     

不同品种水稻种子萌发和幼苗生长的耐镉性评价

【研究目的】为了明确不同品种水稻种子萌发和苗期对镉胁迫反应的差异,为小麦品种耐镉性筛选和耐镉育种提供理论参考;【方法】采用室内生物测定方法,在不同浓度镉胁迫下,通过对贵州省常见的12个水稻品种的发芽率、发芽指数、活力指数、根长、芽长、根鲜重、芽鲜重、耐镉半致死浓度和耐镉致死浓度进行比较研究,并采用模糊数学隶属函数法对水稻的耐镉性进行综合评价。【结果】结果表明,随着镉胁迫浓度的增加,12个水稻品种种子萌发受到的抑制作用明显增强,发芽率、发芽指数、活力指数、根长、芽长、根鲜重、芽鲜重呈下降趋势,其中活力指数、根长、根鲜重对镉胁迫的反应更敏感;不同水稻品种间种子萌发受镉胁迫抑制的程度存在明显差异。耐镉半致死浓度为208~955 μmol/L、耐镉致死浓度940~3678 μmol/L。【结论】在供试的12个水稻品种中,II优808和川江优3号的耐镉性较强,而中优9801、宜香优101、冈优725和宜香1979的耐镉性较差,其他为耐镉性中等品种。     

不同品种紫云英对镉污染土壤水稻生长累积效应的研究

旨在研究不同品种紫云英绿肥对镉污染地区水稻生长及土壤质量的影响。结果表明,与2个对照组相比,翻压紫云英显著提高了土壤溶液pH,降低Eh(P<0.01),也使土壤有效态镉的含量显著降低,减少了水稻在生长过程中对镉的累积,以‘湘紫3号’紫云英品种效果最为明显,与单施化肥处理相比,土壤有效镉含量降低了21.9%,植株稻草镉含量降低了39.1%,稻谷镉含量降低了43.5%,在4个品种中降幅均为最大值。不同品种紫云英翻压均能促进水稻的生殖生长,能有效提高水稻的产量,各处理间水稻的农艺性状指标和产量指标均无显著性差异。因此,选择降镉效果最佳的‘湘紫3号’紫云英品种,能够更好地降低农作物对镉的吸收,提高产品的安全性。     

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。     

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。     

镉及镉与铁、锌互作对水稻生长的影响

为了研究铁、锌与镉在吸收运转上的互作效应及其对苗期水稻生长的影响,采用木村B溶液培养试验,以水稻品种威优46和C两优266为材料,应用随机区组设计,添加0.0,0.1,0.5,1.0,2.0 mg/kg Cd~(2+)处理,以及CK(1.0 mg/kg Cd~(2+))、TFe(CK+5.0 mg/kg Fe~(2+))和TZn(CK+5.0 mg/kg Zn~(2+))处理。结果表明,随着镉浓度的增加,2个水稻品种地上部干质量和根部镉转运系数呈下降趋势,而地上部和根部镉含量、总镉含量和根部镉净吸收量呈上升趋势,且威优46的地上部干质量和镉含量均高于C两优266。外源添加Fe~(2+)显著提高了C两优266的地上部干质量,显著降低了威优46根部镉含量,但对2个水稻品种其他部位的镉含量以及镉转运的影响不大,表明Fe~(2+)处理后可以抑制威优46根部对镉的吸收。Zn~(2+)处理增加了2个品种水稻的根部和地上部分干质量以及地上部镉含量,但是降低了威优46根部镉含量,这表明Zn~(2+)处理后促进了Cd~(2+)从根部到地上部的转运,且通过抑制水稻根部发育从而降低水稻对Cd~(2+)的吸收。由此可见,外源添加Fe~(2+)、Zn~(2+)可以缓解镉对水稻生长发育的毒害作用,且缓解程度存在明显的品种差异。     

镉胁迫对水稻的影响及其调控技术研究进展

为了防治稻田镉污染并为选育与栽培低镉积累水稻新品种提供参考,本研究综述了重金属元素镉(Cd)对水稻糙米与精米及营养器官镉含量、水稻种子萌发及幼苗生长、水稻根系生长与生理生化性状、水稻营养代谢、水稻生长发育与产量及米质、水稻细胞遗传等的影响;最后提出了水稻镉胁迫的调控措施和技术,如土壤调控技术、育种技术。     

镉胁迫下不同品种烟草镉化学形态分布研究

为研究镉胁迫下不同品种烟草积累和忍耐镉的差异及机制问题,以烟草品种‘RG17’、‘贵烟11号’、‘Xanthi’为试验材料,采用土培试验方法对不同品种烟草镉化学形态分布特征进行了研究。结果表明,烟草根、茎、叶镉的各形态含量随土壤镉浓度的增加而增加,根部FHAC分配比率最高,占绝对优势,茎FHAC降低,FNaCl增加,而叶片FNaCl分配比率最高,占绝对优势,且随着镉浓度的加大,根、茎、叶镉的各形态分配比率有接近的趋势。同样各形态分配比率因品种而异,根部‘Xanthi’FHAC分配比率最高,而FW、FNaCl分配比率低;叶内FNaCl分配比率‘Xanthi’高于其他品种,而FW分配比率低,随着镉浓度的增加,这种趋势更加明显。推断高积累型烟草根内镉形成难溶于水的磷酸盐有利于其对镉的积累,而与蛋白质络合,从细胞质转移到液泡可能是烟草耐性品种忍耐镉的主要机制之一。     

15个水稻品种稻谷镉富集特性及其安全风险评价

为了探明当前漳州市长泰区种植的水稻品种稻谷对镉的富集特性及其质量安全，以当地15个水稻主栽品种为试材，采用添加镉源的盆栽试验及大田试验，考察稻谷对镉的富集系数及评价其质量安全风险。结果表明，在弱酸性(5.5相似文献