文献类型： 中文期刊

作者： 黄奇娜 ¹ ; 徐有祥 ¹ ; 林光号 ¹ ; 党洪阳 ¹ ; 郑振权 ¹ ; 张燕 ¹ ; 王晗 ¹ ; 邵国胜 ¹ ; 尹献远 ¹ ;

作者机构： 1.中国水稻研究所;龙游县农业农村局;常山县农业农村局;衢州市农业农村局

关键词： 水稻;镉胁迫;硅;抗氧化酶系统;基因表达水平

期刊名称： 中国水稻科学

ISSN： 1001-7216

年卷期： 2023 年 37 卷 005 期

页码： 486-496

收录情况： 北大核心 ; CSCD

摘要： [目的]探究在镉(Cadmium,Cd)胁迫下,外源硅(Silicon,Si)对水稻株高、干物质量、抗氧化酶系统及对Cd2+相关基因表达水平的影响,以期为阐明Si缓解Cd对水稻毒害作用机理提供理论依据.[方法]以辐品36(FP36)和中嘉早17(ZJZ17)为研究对象,通过设置不同Cd胁迫浓度(0、5μmol/L)和Si处理(0、10μmol/L、1 mmol/L)进行水培实验,重点分析处理后水稻农艺性状和抗氧化酶活性,以及Cd2+吸收、转运相关基因表达水平的差异.[结果]Cd胁迫可以显著抑制水稻株高、干物质量和抗氧化酶(SOD、POD、CAT和APX)活性;但Si能有效缓解Cd毒害,显著提高水稻生物量,增强抗氧化酶活性,其中1 mmol/L Si缓解效果更佳.此外,Si还能有效增加可溶性蛋白并降低MDA含量.Cd胁迫显著增加了FP36和ZJZ17不同组织的重金属含量,其中,根系中Cd积累量显著高于地上部.在添加较低浓度Si(10μmol/L)后,水稻根系和地上部Cd含量无显著差异;但1 mmol/L Si能显著降低水稻根系和地上部Cd含量.OsNRAMP1、OsNRAMP5、OsIRT1、OsHMA2、OsHMA3等Cd2+吸收和转运相关基因的表达水平在镉胁迫和Si处理后呈不同的变化趋势.其中,OsNRAMP1、OsIRT1、OsHMA2的表达量受Cd胁迫影响有所上调,OsNRAMP5表达量呈下调趋势,而OsHMA3则无显著变化.而外源添加1 mmol/L Si可显著下调上述Cd2+吸收和转运相关基因的表达水平,重金属镉积累量下降.[结论]Si通过改善水稻的农艺性状、激活抗氧化系统,以及调控重金属Cd2+吸收和转运相关基因的表达水平来缓解镉对水稻的毒害作用.