镉是一种工业重金属,镉污染的土壤通过富集作用被水稻吸收,由稻米进入人体,危害人类健康。镉主要会危害人体的肾脏和骨骼。另外也会对人体免疫系统造成损害。近几年,中国的镉超标稻米事件频发,引发了社会各界的强烈关注,在我国的湖南,广西等地都发现了镉超标大米。所以研究水稻降镉办法已经刻不容缓。在水稻中发现的镉富集关键基因主要有OsNramp1、OsLct1(正调控)、OsHma3(负调控)。镉可以导致水稻植株体内产生有毒害作用的活性氧,而水稻的抗氧化酶主要有超氧化物歧化酶(SOD),过氧化氢酶(CAT)和过氧化物酶(POD),它们组成的抗氧化系统协同作用以以保护水稻不受活性氧伤害。本研究用不同基因型水稻进行大田种植研究,从遗传,表观,生理三个层面探讨了其中的规律:在被研究的400种水稻中,籼稻群体比粳稻群体含有更多的高镉基因型品种,并且发现三个关键基因在不同水稻品种中表现为不同大小的基因片段,并对应了不同的镉富集效果,另外在稻米中的镉富集具有较为明显的剂量效应:即含有越多高镉基因片段的品种,其稻米中的含镉量越多。在研究选用的0.59mg/kg镉污染背景的大田中,仅有两种稻米的镉含量超标(>0.2mg/kg)。对于不同的镉胁迫,不同品种水稻的抗氧化系统也会做出不同的应答。本研究给镉污染地区杂交水稻种植前的选种,选地提供有可操作意义的策略,同时有利于筛选可推广的低Cd水稻品种进行选育,使理论研究尽快造福于人类社会。