水稻幼苗镉吸收动力学特性的遗传多样性分析

• 作者: 刘仲齐 张长波 徐莜 李文华 杨庆文 汤继华 王龙 高子平
• 来源期刊: 植物生理学报
• 关键词: 水稻 吸收动力学 镉(Cd) 转运效率 遗传多样性
• 年，卷（期）: 2016,（1）
• 所属期刊栏目: 研究报告
• 页码范围: 125-133
• 页数: 9页
• 语种: 中文

摘要

在人工气候室水培条件下,对19份水稻核心种质和5份水稻品种的幼苗耐镉特性和镉离子(Cd2+)吸收动力学特性进行了研究,试验结果表明,水稻幼苗的根系生物量和镉含量都存在广泛的遗传差异。在0~4.45μmol·L-1的外界环境中,不同基因型水稻幼苗根系的Cd2+吸收动力学特征都符合米氏方程,但特征值Fmax和Km在基因型间有明显差异。Fmax最小为37.8 nmol·g-1(DW)·h-1,最大为87.5 nmol·g-1(DW)·h-1。当根系Fmax值高于55.5 nmol·g-1(DW)·h-1时,地上部的Cd2+积累动力学特征也符合米氏方程；但当根系Fmax值小于50.8 nmol·g-1(DW)·h-1时,地上部的Cd2+积累动力学特征却符合线性方程,此时截距a与Km值有密切关系,Km值为0.5~1.3μmol·L-1时a为正,Km值为2.9~3.9μmol·L-1时a为负。在4.45μmol·L-1的Cd胁迫环境下,根系和地上部的Cd积累量与米氏方程的Fmax和线性方程的斜率b表现出显著的线性相关。Cd转运效率既与环境中的Cd2+浓度有关,也与地上部的Cd积累特性有关。地上部Cd积累特性符合线性方程的水稻品种,其转运效率随着环境中Cd2+浓度的增加而持续升高,而地上部Cd积累特性符合米氏方程的水稻品种,其转运效率往往随着环境中Cd2+浓度的升高而降低。这些结果说明水稻根系和地上部对Cd2+的吸收存在不同的阻控机制, Cd2+吸收特性和转运效率在基因型间有丰富的遗传多样性。根系Fmax小且地上部线性方程斜率b也小的基因型多为根系Cd积累量低和Cd转运率低的低积累种质资源。