科研产出
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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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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镉污染对稻田土壤真菌群落结构及多样性的影响
《南方农业学报 》 2022 北大核心 CSCD
摘要：[目的]探究镉胁迫对稻田土壤真菌群落结构及其多样性的影响,为阐释镉胁迫对稻田土壤微生物多样性的影响机制提供科学依据.[方法]以湖南某镉矿周边3个镉污染程度(高、中和低)的稻田土壤为研究对象,采集土壤样品,测定土壤养分含量,利用Illumina MiSeq高通量测序技术探究土壤真菌群落结构,对比分析不同镉污染组土壤真菌群落多样性和群落结构差异.[结果]稻田土壤的真菌α多样性随着镉污染水平升高逐渐降低,高镉组(总镉含量>3.0 mg/kg)α多样性显著低于中镉组(总镉含量0.3~3.0 mg/kg)和低镉组(总镉含量?3.0 mg/kg)(P?0.05,下同),但中镉组和低镉组之间的差异较小.高镉组与中、低镉组土壤样品间真菌群落具有显著差异.在门水平上,子囊菌门(Ascomycota)、担子菌门(Basidiomycota)和被孢霉门(Mortierellomycota)在所有样品组中均属优势菌门,相对丰度在51.09%~81.93%.韧伞属(Hypholoma)、篮状菌属(Talaromyces)、Meliniomyces属在高镉组的相对丰度显著高于中镉组和低镉组,可能是潜在的耐镉菌.有机质、pH、碱性氮、有效磷、有效钾、总磷、总镉及有效镉均与土壤真菌群落结构呈极显著正相关(P?0.01).[结论]高浓度镉污染可降低稻田土壤真菌群落α多样性并改变土壤真菌群落结构.pH、碱性氮、有效磷、有效钾、总磷、有机质、总镉及有效镉均与土壤真菌群落结构显著相关,是影响土壤真菌群落结构的主要驱动因子.
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镉污染水稻种子内生细菌的分离及其耐镉性和植物促生性研究
《微生物学报 》 2022 北大核心 CSCD
摘要：[目的]植物内生细菌在促进植物生长和重金属污染土壤修复中发挥着重要作用.本研究对镉污染水稻种子内生细菌进行分离和功能鉴定,从而确定其镉耐受性、植物促生性以及对镉胁迫下水稻种子萌发和幼苗生长的影响.[方法]采用乙醇-次氯酸钠联合灭菌法对水稻种子进行表面灭菌,采用标准平板培养法对内生细菌进行分离、纯化;对菌株16S rRNA基因进行扩增和测序,鉴定菌株的分类学地位;运用微量稀释法、电感耦合等离子体质谱法、比色法测定内生细菌的镉耐受性、镉去除率和植物促生性;采用浸种法进行菌剂侵染,观察施加菌剂对水稻种子萌发、幼苗生长和锅积累的影响.[结果]从两个水稻品种的种子中共分离得到133株内生细菌,分属于12个属的24个种.在低镉品种728B中分离得到83个菌株,主要包括假单胞菌属(34.94%)、芽孢杆菌属(28.92%)和类芽孢杆菌属(10.84%)菌株.在高镉品种博B中分离得到50个菌株,主要包括泛菌属(40%)、短小杆菌属(22%)和微杆菌属(12%)菌株.对24个代表性菌株的镉耐受性进行测定,发现镉离子对菌株的最小抑制浓度介于80-2 560 μmol/L,其中芽孢杆菌HNR-4具有最高的镉耐受性.在含有5 μmol/L CdCl2液体培养基中培养24 h,HNR-4对镉的去除率达到77.57%.对24个菌株的植物促生性测定发现,IAA合成量为0.78-40.12 μg/mL;铁载体产生量为1.46-752.74 mg/L;溶磷量为0-3.10 mg/L;ACC脱氨酶比活力为0-9.22 U/mg.施加芽孢杆菌HNR-4菌剂显著提高了镉胁迫下水稻种子萌发率和幼苗茎叶长,减小了镉离子由根部向地上部分的转移系数.[结论]尽管不同镉污染水稻品种的种子内生细菌组成存在一定差异,但这些内生细菌均有不同程度的耐镉性和植物促生性.对耐镉内生细菌的分离和鉴定,有助于进一步探讨重金属污染下内生细菌与植物互作机制以及微生物应用于农田重金属污染修复的潜力.
关键词： 镉污染 水稻种子 内生细菌 重金属耐受性 植物生长促进性
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耐镉阿氏芽孢杆菌缓解水稻受镉胁迫的研究
《农业环境科学学报 》 2021 北大核心 CSCD
摘要：为了探究阿氏芽孢杆菌T61缓解水稻受镉胁迫的效应,运用96孔板法、电感耦合等离子体质谱法、比色法测定菌株T61的镉耐受性、镉去除率和植物促生性;利用绿色荧光蛋白标记的T61,观察菌株在水稻上的定殖;利用蘸根法施加T61菌剂,观察其降低水稻籽粒镉积累的效应.结果表明:菌株T61对Cd2+的最大耐受浓度达到500μmol·L-1;在含镉液体培养基中培养24 h后,菌株T61对Cd2+的去除率超过50%.菌株T61可以合成植物促生性物质吲哚乙酸(6.2μg·mL-1)和铁载体(46.6μmol·L-1),并具有溶磷能力(37.1μg·mL-1).菌株T61可以在水稻根和茎上定殖.大田条件下,T61菌剂可以降低营养期水稻茎叶丙二醛含量和抗氧化酶活性,并使水稻728B和NX1B籽粒中的镉含量分别降低13.5%和11.2%.研究表明,阿氏芽孢杆菌T61是一株具有植物促生性的耐镉细菌,可以缓解某些水稻品种遭受的镉胁迫,在镉污染稻田的微生物修复方面具有一定的应用前景.
关键词： 镉污染 水稻 芽孢杆菌 植物促生性 抗氧化酶 生物修复
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镉积累差异水稻品种生长发育对清除NO的响应
《植物营养与肥料学报 》 2021 北大核心 CSCD
摘要：[目的]研究一氧化氮（NO）对镉（Cd）胁迫下水稻苗期生理生化及氮代谢响应的调节作用,探讨通过清除NO提高水稻耐Cd能力的措施。[方法]以Cd高积累（TN1）和Cd低积累（春江06）品种为材料,进行了Cd胁迫（40μmol/L）水培试验。以Cd胁迫营养液为对照,在对照基础上设置添加硝普钠（Cd+SNP）、添加NO清除剂CPTIO （Cd+CPTIO）、添加硝酸还原酶抑制剂钨酸钠（Cd+TU）处理,共4个处理。处理后12天,测定不同处理对水稻幼苗生长、NO3--N分配、根系特性及光合特性的影响。[结果]NO对高Cd和低Cd积累水稻品种的影响不同。与对照相比,Cd+SNP处理降低高Cd积累水稻品种幼苗地上部和地下部NO3--N含量,但对幼苗生物量和氮素吸收没有显著抑制效果;Cd+CPTIO处理会提高幼苗生长、氮素积累量及氮效率（P<0.05）;增加或清除NO处理均显著降低了地上部和地下部的Cd含量。对于低Cd积累水稻品种,Cd+SNP、Cd+CPTIO、Cd+TU处理间幼苗生物量、氮素吸收量均无显著差异。[结论]品种基因型对NO信号的调节敏感度不同,高Cd积累品种清除NO处理可以显著抑制Cd的吸收和向地上部的运转,促进幼苗的生长和对氮素的吸收利用,抑制硝酸还原酶活性处理缓解Cd胁迫促进幼苗生长的效果不稳定。而对于低Cd积累水稻品种,清除NO处理也有一定的缓解Cd吸收和向地上运转的效果,但其重要性不如基因本身的拒Cd能力。因此,Cd胁迫下,高Cd积累水稻品种采用清除NO的措施可有效缓解Cd胁迫,促进水稻的生长,但对于低Cd积累水稻品种,清除NO也可以进一步降低Cd的向上运输,但是对水稻幼苗生长和氮素利用的影响不显著。
关键词： 水稻基因型 镉胁迫 NO信号 NO清除剂 NR还原酶抑制剂
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镉对薄皮甜瓜幼苗生长和生理生化特性的影响
《华北农学报 》 2020 北大核心 CSCD
摘要：为了研究不同浓度镉胁迫对不同薄皮甜瓜品种幼苗生长和生理特性的影响,在前期试验的基础上,采用水培方法,以薄皮甜瓜品种X-T-G(相对高积累品种)和IVF-28(相对低积累品种)为材料,通过设置0,30,60,100 mg/L 4种不同镉浓度,研究不同镉胁迫浓度下X-T-G和IVF-28薄皮甜瓜品种地上部、根系生长和生理生化指标的变化。结果表明:X-T-G和IVF-28的株高、茎粗、总根长、根表面积、根体积、根尖数、分形维数均随镉胁迫处理的浓度增加而减小,其中X-T-G降幅与IVF-28相比较低。随着镉胁迫处理浓度的增加,2个供试的薄皮甜瓜品种的生理也发生了改变,其中SOD、MDA和H_2O_2含量均随镉胁迫处理浓度的升高而增大,POD活性和GSH含量在60 mg/LCdCl_2处理时达到最大,而CAT活性和PRO含量在30 mg/L CdCl_2处理时达到最大,其中X-T-G的生理生化指标高于IVF-28。综上可知,薄皮甜瓜品种X-T-G幼苗在镉胁迫下,幼苗对镉胁迫的耐受性高于IVF-28。
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镉胁迫对水稻幼苗生长的影响
《湖南农业科学 》 2019
摘要：采用25、50和100μmol/L 3种Cd浓度对6个水稻品种的水培幼苗胁迫处理5 d,结果表明:6个水稻品种幼苗的最长根长,苗高,单株鲜重和单株干重均受到明显抑制,抑制效应大小为最长根长>单株鲜重>单株干重>苗高,且抑制效应随着Cd胁迫浓度的增加而增强;利用50μmol/L Cd胁迫浓度开展水稻幼苗耐Cd性鉴定较经济合理;利用幼苗最长根长、单株鲜重、单株干重和苗高4个指标综合评价水稻的苗期耐Cd能力较为科学。
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镉胁迫对水稻幼苗生长的影响（英文）
《Agricultural Science & Technology 》 2019
摘要：采用25、50和100μmol/L 3种Cd浓度对6个水稻品种的水培幼苗胁迫处理5d,结果表明:6个水稻品种幼苗的最长根长,苗高,单株鲜重和单株干重均受到明显抑制,抑制效应大小为最长根长>单株鲜重>单株干重>苗高,且抑制效应随着Cd胁迫浓度的增加而增强;利用50μmol/L Cd胁迫浓度开展水稻幼苗耐Cd性鉴定较经济合理;利用幼苗最长根长、单株鲜重、单株干重和苗高4个指标综合评价水稻的苗期耐Cd能力较为科学。
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