科研产出
水稻镉砷累积的基因型和环境互作效应分析
《农业环境科学学报 》 2025 北大核心 CSCD
摘要：筛选稳定的低镉低砷水稻品种是促进稻米安全生产的有效手段。通过研究不同环境对9个主推水稻品种稻米镉和砷含量的影响，以期获得稳定的镉、砷低积累水稻品种，并提供筛选鉴定方法。结果表明，水稻对镉、砷的吸收富集受到基因型和环境的双重影响，且环境异质性对稻米镉、砷吸收累积的影响均大于水稻自身基因型的作用。环境基因互作分别解析了稻米镉含量99.91%和稻米砷含量79.70%的贡献，其中环境异质性对稻米镉、砷含量的贡献率分别达83.46%和56.56%。GGE双标图分析结合产量分数评价能有效筛选出高产且较稳定的低重金属累积水稻品种，其中V1（隆两优华占），V4（隆两优1988）,V9(Y两优9918)为产能较高的低砷累积品种，V7(C两优87)为产能较高的低镉累积品种；同时还筛选出2个镉低积累水稻品种筛选试验点（S1、S2）、4个砷低积累水稻品种筛选试验点（S1、S2、S3、S6）。GGE双标图与产量质量分数结合为镉、砷低积累水稻品种筛选试验点的选择、可推广的镉、砷低积累水稻品种筛选提供了一种经济可行的新方法。
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水稻中金属元素转运机理与相关转运蛋白研究进展
《中国稻米 》 2025
摘要：锌（Zn）、铁（Fe）、锰（Mn）、铜（Cu）作为植物体内不可或缺的金属元素，在整个植物生命周期中扮演着广泛且至关重要的角色。植物在摄取这些必需金属元素的同时，也可能吸收一些对植物有害的重金属元素，如镉（Cd）。Cd常利用Fe、Zn、Mn等必需元素的转运途径侵入植物体内，且易于在植物体内迁移，通过占据必需元素在蛋白质中的功能位点而显现其毒性，因此被视为研究非必需元素在植物体内吸收与转运模式的代表性元素。研究在Cd含量超标条件下，水稻对必需金属元素（如Zn、Fe）的吸收与转运分子机制，对于培育出既富含Zn、Fe等高营养元素又低Cd积累的水稻品种具有重要意义。本文在综述必需和非必需金属元素对水稻生长发育影响的基础上，综述了水稻对金属元素吸收和转运的机理（包括转运蛋白），整理总结了其中起关键作用的相关基因，旨在为克隆与利用这些基因提供一定参考。
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水稻苗期根和叶镉积累相关QTL分析
《作物研究 》 2025
摘要：研究水稻金属元素吸收、转运的分子机制，挖掘水稻镉(Cd)吸收、转运相关的QTL位点，对解析水稻金属元素积累的遗传机制，培育优良低镉水稻品种具有重要意义。本研究以镉高积累籼稻Kasalath和镉低积累籼稻R2292为亲本构建的稳定重组自交系群体(RIL)为材料，在水培条件下，经镉胁迫处理后，检测群体株系植株(根和叶两部分)的金属元素(Cd、Zn、Mn、Cu、Fe)含量，利用完备区间作图法(ICIM-ADD)进行不同金属元素含量QTL定位。结果显示：共检测到2个Cd吸收转运相关QTL、1个Fe吸收转运相关QTL、4个Mn吸收转运相关QTL、3个叶根比相关QTL、1个叶长相关QTL及3个根长相关QTL。本研究为解析水稻Cd积累的遗传调控机制提供了重要理论依据，并为后续培育低Cd水稻品种提供参考。
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不同硒镉摩尔比值下硒对南方镉污染土壤水稻镉迁移转运的影响
《土壤与作物 》 2025
摘要：为探讨不同硒镉摩尔比下硒对水稻生长发育及镉吸收累积的影响，采用盆栽试验，设置不同硒镉摩尔比值1～6（T1～T6），分析不同硒镉摩尔比下水稻植株保护性酶活、叶绿素含量、生物量及不同部位硒镉含量的差异。结果表明，随着硒镉摩尔比值的增加，土壤p H值呈先增后减，在摩尔比为2时达到最大值（5.15）。土壤有效镉含量呈波浪式变化，摩尔比为2和4时降到最低(0.58 mg·kg-1)。对比T1,T2～T6丙二醛（MDA）含量降低幅度达4.31%～16.5%，谷胱甘肽过氧化物酶（GPx）增加了5.04%～22.6%，过氧化物酶（POD）增加了4.38%～13.5%，超氧化物歧化酶（SOD）增幅达1.75%～14.6%（T5除外），过氧化氢酶（CAT）增加0.59%～18.2%。而T2～T6处理时叶绿素含量、籽粒和秸秆产量与T1均无显著差异。随着硒镉摩尔比值的增加，水稻植株硒含量显著增加，但T2～T6处理根和秸秆镉含量与T1均无显著差异，糙米镉含量则先增后减，T5和T6处理的糙米镉含量低于国家限量标准，分别为0.17 mg·kg-1和0.19 mg·kg-1。相关性分析结果表明，糙米镉含量与秸秆硒含量、TFSe-ros呈显著负相关关系（P<0.05），与秸秆镉含量、叶绿素含量呈显著正相关关系（P<0.05）。施硒提高了水稻植株中保护酶活性，增强了对镉胁迫的抗逆性，抑制地上部秸秆的镉积累，减少镉向糙米中的转运，有效降低了水稻植株糙米中的镉含量。
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贝莱斯芽胞杆菌XY40-1对百合球茎生长、品质及镉含量的调控作用
《生物技术通报 》 2025 北大核心 CSCD
摘要：[目的]通过施用贝莱斯芽胞杆菌(Bacillus velezensis)XY40-1菌剂,探究其对百合球茎产量与品质的影响,解析其对土壤理化性质、微生物群落结构及重金属转运功能的影响,以期为百合高效种植与土壤健康管理提供科学依据.[方法]通过滴灌系统分阶段在百合生长过程中施用菌剂.测定百合单果鲜重、干重及球茎中蛋白质、多糖、总皂苷含量与镉积累量;结合高通量测序技术分析根际土壤微生物群落结构变化,并基于宏基因组学解析氮代谢与镉转运相关功能基因的表达模式.[结果]施用XY40-1菌剂后土壤pH值提高至5.41,速效钾含量增加31.15%.百合单果鲜重与干重分别增加18.89%和19.49%,亩产提升16.47%;百合球茎中蛋白质含量增加15.1%,多糖含量增加11.5%,总皂苷含量增加21.4%,而镉积累量降低11.45%.微生物群落分析表明,处理组厚壁菌门(Firmicutes)与拟杆菌门(Bacteroidota)相对丰度显著增加,变形菌门(Proteobacteria)与放线菌门(Actinobacteria)丰度下降;宏基因组数据显示,固氮基因(nifD、nifH)、硝酸盐还原基因(narG、napA)及镉抗性基因(czcA、czcD)表达显著上调.[结论]B.velezensis XY40-1通过改善土壤理化性质、优化微生物群落结构及激活关键代谢功能基因,显著提升百合产量与品质,同时降低球茎镉富集水平.
关键词： 卷丹百合 贝莱斯芽胞杆菌 微生物群落 宏基因组 氮代谢 镉污染
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薏苡的重金属累积特征及替代种植潜力研究
《湖南生态科学学报 》 2025
摘要：【目的】采用田间小区试验，研究薏苡（Coix lacryma-jobi L.）的重金属吸收累积特征和重金属移除减量潜力，为南方重金属污染耕地的种植结构调整提供依据。【方法】以21个薏苡品种为研究对象，测定薏苡产量及地上部生物量，分析其重金属含量及累积特征。【结果】不同薏苡品种产量范围为3.11～3.66 t/hm2,平均3.40 t/hm2;薏苡籽粒中镉（Cd）、铅（Pb）、砷（As）平均含量分别为0.04、0.08、0.07 mg/kg,秸秆中则分别为0.48、1.18、0.25 mg/kg;籽粒中Cd、Pb、As平均累积量分别为0.16、0.28、0.23 g/hm2,秸秆中则分别为14.30、34.49、7.31 g/hm2;地上部Cd、Pb、As平均总累积量分别为14.46、34.77、7.54 g/hm2,最大分别为37.46、60.38、14.11 g/hm2。不同薏苡品种的Cd、Pb、As含量皆处于安全阈值范围内，而Cd、Pb、As主要累积在秸秆中；秸秆离田对土壤重金属的移除效果表现为Cd>As>Pb,且Cd从土壤向籽粒富集能力高于As和Pb, Cd和Pb从秸秆转移至籽粒能力较As弱。【结论】薏苡是一种适合中轻度Cd污染土壤的替代种植作物，可在实现薏苡安全生产和秸秆离田资源化利用的同时净化土壤重金属，但其净化效率有待提升。
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硅肥与水分耦合对土壤镉生物有效性和水稻吸收镉的影响
《农业现代化研究 》 2025 北大核心 CSCD
摘要：本研究采用常规水分管理(CK)、干湿交替(IF)和长期淹水(CF)与硅肥(CK+Si、IF+Si和CF+Si)配施的盆栽试验，探讨不同处理对水稻镉(Cd)积累及土壤Cd生物有效性的影响。结果表明：与CK处理相比，CF+Si处理使水稻根系、茎叶和糙米中的Cd含量分别显著降低61.6%、82.6%和60.5%(P < 0.05)。在相同的水分管理下，施用硅肥使水稻根系、茎秆和糙米中的Cd含量分别降低43.1%、38.7%和15.1%。与常规水分管理相比，干湿交替处理增加了土壤有效硅和有效态Cd的含量，而长期淹水处理则降低了这些含量；施用硅肥可提高土壤有效硅含量，并降低土壤有效态Cd、孔隙水Cd及可交换态Cd(Exc-Cd)含量。在相同水分管理条件下，施用硅肥后，各处理的Exc-Cd和碳酸盐结合态Cd(Carb-Cd)含量均下降，而残渣态Cd(Res-Cd)含量上升。水分管理下，水稻根系、茎叶和糙米中的Cd含量与土壤孔隙水Cd及Exc-Cd含量呈显著正相关；硅肥与水分耦合处理使水稻Cd含量与土壤有效态Cd、孔隙水Cd和Exc-Cd含量呈显著正相关。硅肥和水分耦合显著改变了土壤中的有效态Cd、孔隙水Cd和Exc-Cd含量，从而影响了水稻对Cd的吸收。综上所述，淹水管理结合施用硅肥是一种有效的农艺管理措施，适用于Cd污染农田的改良。
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连续三年施用改良剂对镉污染稻田的修复效果研究
《土壤通报 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：【目的】本研究目的为探讨连续三年施用石灰、生物炭和硅肥对中度镉污染稻田的修复效果。【方法】以湖南省典型双季稻区土壤-水稻系统为研究对象，采用随机区组设计，共设对照（T1）、施用石灰（T2）、施用生物炭（T3）和施用硅肥（T4）4个处理，分析施用不同改良剂的稻田土壤理化性质和水稻镉含量特征，通过冗余分析与回归分析探究土壤因子对镉在土壤-水稻系统中迁移转运的影响。【结果】相较于T1处理，T2处理土壤pH显著增加至6.92±0.05，土壤有效镉降低至0.41±0.09 mg kg-1;T3、T4处理与T1处理相比，土壤pH、有效镉、活性有机质均无显著差异。T3处理早稻和晚稻糙米镉含量最高，分别为0.54±0.07和0.11±0.04 mg kg-1;T2处理最低，分别为0.16±0.00和0.03±0.01 mg kg-1。冗余分析结果表明：糙米中镉含量（RiCd）与土壤pH负相关，与有效镉含量（DPTA-Cd）正相关。糙米中镉含量与土壤有效镉含量的关系式为：RiCd (mg kg-1)=-0.0822+0.297 DPTA-Cd (mg kg-1)(Radj~2=0.503,P ＜0.05)。【结论】连续三年施用石灰对中度镉污染稻田有较好修复效果，其主要通过提升土壤pH，降低土壤有效镉含量，进而降低水稻糙米镉含量。
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阻镉剂对蔬菜高效安全种植的影响
《安徽农学通报 》 2024
摘要：为探究阻镉剂对蔬菜种植的影响，采用大田试验开展了丝瓜、四季豆、叶用番薯和苋菜4种蔬菜的安全性种植评价，以及配套降镉栽培技术研究，包括土壤pH值调控、RSD降镉试验和阻镉剂使用。结果表明，在土壤镉含量≤1.0 mg/kg条件下，丝瓜、叶用番薯和四季豆3种蔬菜均可以安全种植，其产品镉含量低于标准限量值；在蔬菜种植基地施用阻镉剂可使土壤pH值提高19.04%，而RSD法可使土壤pH值提高54.45%,RSD降镉钝化效果明显优于阻镉剂。综合考虑长期效应、施用成本、用量、增产提质效果和其他环境风险等因素，推荐RSD法用于重金属钝化处理，还可结合阻镉剂、提高土壤pH值等栽培措施，以达到安全种植的目的。
关键词： 镉污染 阻镉剂 土壤强还原灭菌技术 蔬菜 安全种植技术
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卷丹百合生根期镉吸收转运规律初探
《湖南农业科学 》 2024
摘要：为了探讨卷丹百合根系对镉胁迫的生理响应,以卷丹百合为实验材料,设置不同浓度的水培试验,比较不同镉浓度处理的卷丹百合生根期根部镉吸收、转运规律,并比较根系蛋白质表达的差异.结果表明:在镉胁迫下,卷丹百合鳞茎生根期没有富集镉的特性,而卷丹百合根在20μmol/L及以上浓度情况下,富集系数大于1;转运系数分析表明,卷丹百合生根期鳞茎对镉的转运能力很弱,同时卷丹百合根系蛋白质发生了差异表达,这些蛋白功能包括与氧化活性相关的过氧化物歧化酶、与异黄酮分解相关的异黄酮还原酶、多功能调节酶核苷二磷酸激酶b.
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