文献类型： 中文期刊

作者： 李林峰 ¹ ; 徐梓盛 ¹ ; 陈勇 ¹ ; 李奇 ¹ ; 林晓扬 ¹ ; 李义纯 ¹ ;

作者机构： 1.广东省农业科学院农业资源与环境研究所

关键词： 水稻;施硅水平;镉;铁膜;累积分布;基因表达

期刊名称： 生态环境学报

ISSN： 1674-5906

年卷期： 2024 年 33 卷 005 期

页码： 781-790

收录情况： 北大核心 ; CSCD

摘要： 稻田镉（Cd）污染治理是中国当前亟需解决的重大科学问题；根表铁膜是水稻根系吸收Cd的重要屏障，施硅（Si）调控水稻根系抗氧化酶和乙烯合成酶活性影响根表铁膜对Cd的吸附，并改变水稻体内Cd的累积和分布，但不同施Si水平对水稻根表铁膜和体内Cd累积分布的影响尚未完全清楚。采用水稻盆栽试验，探讨高、低两种施Si水平条件下，水稻成熟期不同组织器官中Cd的含量、分布规律和水稻体内Cd的转运能力，以及抽穗期根表铁膜的Cd含量、形貌特征与根系抗氧化酶和乙烯合成酶基因的表达，试图揭示不同施Si水平对水稻根表铁膜Cd吸附和体内Cd累积分布的影响。结果表明，施Si会减少成熟期水稻茎中Cd的含量，增大根系中Cd的分布比例，而高Si水平（0.66g·kg-1）还会进一步降低茎节和糙米中Cd的含量和分布比例，抑制根系转运Cd至糙米的能力。此外，施Si可以增强抽穗期水稻根系超氧化物歧化酶基因（OsSOD-Cu/Zn和OsSOD-Fe）、过氧化氢酶基因（OsCATa和OsCATb）以及乙烯合成酶基因（OsACS1）的表达，高Si水平(0.66 g·kg^-1)能够显著增加根表铁膜中的DCB-Fe和DCB-Cd含量，增大根表铁膜的表面粗糙度，并且进一步增强根系OsSOD-Fe和OsACS1的表达。研究结果证实施Si水平是影响水稻根表铁膜和体内Cd累积分布的关键因素，高水平Si能够更显著地促进水稻根系抗氧化酶基因的表达，增强铁膜形成及其对Cd的吸附，并且抑制根系Cd向糙米的转运和茎节中Cd的分布，从而降低糙米中Cd的累积。该研究成果可为解决中国稻田Cd污染治理难题提供理论依据。