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《天津师范大学》 2015年
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基因型和钙离子对水稻镉吸收特性的影响

温娜  
【摘要】:近年来,我国农田镉(Cd)污染问题日益突出,使得稻米的安全生产受到极大关注。本研究以Cd高吸收型水稻品种T优705和低吸收型品种湘早籼24为试验材料,进行水培试验,研究钙(Ca)和Cd的交互作用以及Ca对水稻幼苗Cd亚细胞分布特征的影响。与此同时,选择10个早稻品种和8个晚稻品种进行多点田间试验,对环境和基因型的互作效应与稻米Cd积累特性及其稳定性的关系进行了研究。主要研究结果如下: 1、2个水稻品种的根系相对增长率随溶液中Cd浓度的升高,表现出先增高后降低的趋势,即低浓度Cd促进根系生长高浓度抑制。Cd溶液中施入外源Ca后,可有效缓解Cd对水稻根系造成的毒害,促进根系的生长,如4.5μmol/L的Cd溶液中施入2mmol/L的Ca较不加Ca相比,可使T优705根长的相对增长率提高172.06%;湘早籼24提高273.62%。 2、Ca可显著降低2个水稻品种的Cd吸收速率及Cd转运率。用Michaelis-Menten动力学方程拟合水稻对Cd的吸收速率,施入2mmol/L的Ca,可使T优705根系和地上部Cd的最大吸收速率(Fmax)分别下降26.20%、73.86%,湘早籼24的Fmax分别下降10.64%、32.83%,但亲和系数(Km)值却变化不大;4.5μmol/L的Cd胁迫溶液中,施入2mmol/L的Ca,可使T优705的Cd转运率降低40.90%,湘早籼24的Cd转运率降低23.48%。 3、亚细胞试验表明,根系吸收的Cd主要分布在胞液部分,其次为细胞壁,细胞器中的Cd含量最少,Cd在地上部的分布顺序为细胞壁胞液细胞器。此外,T优705的Cd含量要远高于湘早籼24。加入外源Ca,可有效降低根系胞液和地上部细胞壁、细胞器中的Cd含量,如在4.5μmol/L的Cd胁迫下施入2mmol/L的Ca,T优705根系胞液中的Cd含量较不加Ca降低了48.14%,湘早籼24降低了43.05%。 4、多点田间试验发现,晚稻根际土壤Cd含量要显著高于早稻,即生长季节可显著影响耕层土壤的Cd含量。季节和基因型均可显著影响水稻根系及稻米的Cd积累量,晚稻的稻米Cd超标情况较早稻更为严重,早稻T优705在各试验点的稻米Cd含量均显著高于其它基因型,晚稻丰源优263在试点S3、S4的稻米Cd含量显著高于其他基因型。 5、以AMMI模型分析基因与环境互作稻米Cd积累的稳定性影响,表明基因、环境及二者互作对稻米Cd含量均有显著影响,其中基因型对早稻稻米的Cd含量具有极显著影响,而地点环境对晚稻稻米Cd积累量的影响占主导效应。 6、分析早、晚稻稻米Cd含量及其在各地点的变异情况,表明早稻湘早籼24、中嘉早17、湘早籼11号、湘早籼6号和株两优819属于稻米中Cd积累量较低且遗传稳定性好的基因型,适合于轻微度和轻度污染区大面积种植;T优705的稻米Cd积累量较高,且环境变异大,属于环境依赖型的高积累基因型,不适合在轻微度和轻度污染区种植;其他基因型需因地制宜。晚稻只有丰源优2297,适宜在轻微度污染区大面积推广种植。
【学位授予单位】:天津师范大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:S511

【参考文献】
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【相似文献】
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1 温娜;基因型和钙离子对水稻镉吸收特性的影响[D];天津师范大学;2015年
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