中国科学院亚热带农业生态研究所研究员黄道友科研团队系统地阐明了叶面喷施锌/硒通过调控基因表达和生理功能来缓解水稻镉毒的机制，为降低水稻籽粒镉的积累、确保粮食的安全生产提供了理论依据。10月29日，该成果在线发表于《危险材料杂志》（Journal of Hazardous Materials）上。

水稻镉污染引起了广泛的关注。镉是一种有毒重金属，在土壤中活性高，易被作物吸收，在籽粒中积累，并通过食物链进入人体。

水稻是全球一半以上人口的主要能量来源，也是镉进入人体的主要途径。水稻比其他作物更容易吸收和积累镉，通过主动运输和自由扩散从土壤中被根细胞吸收，然后通过木质部中的共质体和质外体途径运输到植物的地上部。在水稻抽穗期，镉进入籽粒，导致水稻籽粒中镉过量积累。因此，控制水稻对镉的吸收，降低水稻籽粒镉含量，对缓解当前稻田镉污染问题具有重要意义。

叶面喷施技术可以缓解水稻中的镉污染。锌和硒是有益的有机生命微量元素，在增强植物抗氧化能力、改善光合作用过程、缓解重金属胁迫等方面具有重要作用。叶面单独喷施锌或硒可降低水稻镉含量、缓解水稻的镉胁迫；然而，锌硒配施能否进一步增强水稻的抗氧化能力、细胞壁镉固定能力和组织镉截留能力尚不清楚。

前述团队副研究员许超依托中国科学院长沙农业环境观测试验站北山分站，通过两个季节的田间试验，研究了叶面喷施锌、硒及其混合溶液对不同水稻品种镉转运、抗氧化酶活性、镉亚细胞分布和功能基因表达的影响。

研究人员在稻田向稻株喷施药物。受访者 供图

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研究发现，叶面喷施锌和锌硒混合溶液提高细胞壁中果胶与镉的结合效率，促进镉在旗叶细胞壁中的固定，进而增强镉在旗叶中的固定能力，从而降低水稻籽粒镉含量。锌和锌硒混合溶液上调金属结合蛋白和抗氧化酶相关基因，下调金属转运基因。

研究得到国家重点研发项目、国家自然科学基金项目、湖南省科技项目等的资助。

相关论文信息：https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2024.136302