Cd胁迫水培试验下水稻糙米Cd累积的关键生育时期

摘要：

[目的]探究水稻不同生育时期Cd胁迫对水稻成熟期糙米Cd累积的影响,明确糙米Cd累积关键生育时期,以期适时采取阻控措施降低糙米Cd含量,为水稻安全生产提供理论参考.[方法]以水稻品种湘晚籼13号(晚稻品种)为研究对象,采用水培试验,共设计7个添加外源Cd处理,即CG(全生育时期Cd胁迫,102 d)、TS(分蘖期Cd胁迫,15d)、JS(拔节期Cd胁迫,15 d)、BS(孕穗期Cd胁迫,21 d)、FS(灌浆期Cd胁迫,18 d)、DS(腊熟期Cd胁迫,15d)、MS(成熟期Cd胁迫,18 d),以全生育时期无Cd胁迫作为空白对照(CK),每个处理重复3次.各处理外源Cd胁迫浓度相同,均为20 μg·L-1.水培试验于201 7年7月23日开始,在湖南省长沙市中南林业科技大学水稻试验基地进行.2017年11月19日,水稻成熟后,整株采集水稻,测定指标为不同生育时期Cd胁迫下水稻农艺性状(株高、分蘖数和各部位生物量)和水稻各部位(根、茎、叶、穗、谷壳和糙米)Cd含量,计算水稻各部位Cd累积量以及不同生育时期Cd累积对成熟期糙米Cd累积的相对贡献率.[结果]不同生育时期Cd胁迫对水稻株高、分蘖数以及各部位生物量没有显著影响.灌浆期Cd胁迫下,水稻成熟期糙米Cd含量最高,为1.05 mg·kg-1,显著高于水稻成熟期(0.57 mg,kg-1)、孕穗期(0.52 mg·kg-1)、腊熟期(0.38 mg·kg-1)、拔节期(0.31 mg·kg-1)和分蘖期(0.17 mg·kg-1) Cd胁迫下糙米Cd含量.各生育时期Cd胁迫下水稻成熟期糙米Cd累积量范围为0.18-1.56 μg/株,糙米Cd累积量大小顺序为:全生育时期Cd胁迫＞灌浆期Cd胁迫＞成熟期Cd胁迫＞孕穗期Cd胁迫＞拔节期Cd胁迫＞分蘖期Cd胁迫.孕穗期、灌浆期和成熟期是水稻糙米Cd累积的关键生育时期,对成熟期糙米Cd累积相对贡献率分别为19.7％、39.3％和22.6％,而分蘖期、拔节期和腊熟期的Cd累积对成熟期糙米Cd累积相对贡献较小,贡献率分别为2.4％、4.2％和11.9％.除全生育时期Cd胁迫外,水稻根、茎、穗和谷壳Cd含量均在孕穗期和灌浆期Cd胁迫下较高;各生育时期Cd胁迫下,水稻叶Cd含量无显著性差异.孕穗期和灌浆期Cd胁迫下根Cd累积量较高,分别为86.09 μg/株和79.23 μg/株,显著高于其他生育时期Cd胁迫下根Cd累积量(31.55-40.37 μg/株).与其他生育时期Cd胁迫相比,水稻植株Cd总累积量在孕穗期和灌浆期Cd胁迫下较高,分别为107.13 μg/株和98.35 μg/株,显著高于其他生育时期Cd胁迫下水稻植株Cd总累积量(42.24-52.47 μg/株).[结论]水稻的孕穗期、灌浆期和成熟期是控制水稻糙米Cd累积的关键时期.在孕穗期和灌浆期Cd胁迫下,水稻成熟期根和糙米累积Cd最多,因此可以在水稻孕穗期和灌浆期施加改良剂阻隔根系吸收Cd或者阻隔根系吸收的Cd向糙米中转运,从而降低水稻糙米中Cd的累积.

关键词：水稻、水培试验、Cd胁迫、生育时期、Cd累积

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资助基金：国家重点研发计划2016YFD0800705;国家自然科学基金41501344;湖南省重点学科建设项目2006180;研究生科技创新基金项目20183022

在线出版日期：2019-01-12（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共10页

页码：4424-4433