基本信息
主題：NMT發現高Cu低Fe可減少水稻吸Cd但高Cu增加了籽粒Cd濃度
期刊：Science of the Total Environment
影響因子：6.551
研究使用平臺：NMT重金屬創新平臺
標題：Iron and copper micronutrients influences cadmium accumulation in rice grains by altering its transport and allocation
作者：西南科技大學董發勤、韓穎、凌勤
檢測離子/分子指標
Cd2+
檢測樣品
水稻根分生區、伸長區、成熟區
稻田鎘（Cd）污染嚴重威脅了我國部分地區人們的身體健康。本文針對川西南低鐵（Fe）、高銅（Cu）的堿性Cd污染稻田土，探討了通過改變培養介質中Fe和Cu的濃度來修復Cd污染堿性水稻土的潛力。本文評估了這兩種微量營養元素（Cu和Fe）對水稻Cd吸收和轉運的影響。研究發現添加Cu顯著提高了水稻生物量和產量，減少了根系Cd的內流和Cd的向上遷移，從而降低了根系、莖稈和葉片中Cd的濃度，但過量的Cu促進了籽粒中相對較高的Cd分配，尤其是在缺Fe條件下，這可能是因為Cu顯著提高了葉片中生物可利用Cd的比例。相比之下，Fe并沒有緩解Cd對水稻生長和產量的毒害作用，但顯著減少了Cd向籽粒的轉移，進而降低了水稻籽粒的Cd累積，這與葉片中生物可利用Cd的比例急劇下降密切相關。該研究認為，Cd在水稻籽粒的累積是可以通過改變生長介質中Fe和Cu的濃度來實現的，適當減少Cu，增加Fe可以降低Cd在水稻籽粒中的積累。
離子/分子流實驗處理
1.?+Fe+Cd: 20 μmol L-1?EDTANa2Fe(II)+10 μmol L-1?CdCl2
2.?-Fe+Cd: 10 μmol L-1?CdCl2
3.?+Fe+Cd+Cu: 20 μmol L-1?EDTANa2Fe(II)+10 μmol L-1?CdCl2+10μmol L-1?CuSO4
4.?-Fe+Cd+Cu: 10 μmol L-1?CdCl2+10 μmol L-1?CuSO4
處理20 d，80 d（收獲籽粒）
為了更好地了解Cu和Fe誘導根系Cd積累的變化，本研究檢測了這些金屬在不同根區（分生區、伸長區和成熟區）上誘導凈Cd流速的變化。相對于Fe和Cd處理（+Fe+Cd和-Fe+Cd），添加Cu顯著降低了水稻根系3個微區的平均凈Cd流速（圖1）。
值得注意的是，在-Fe+Cd+Cu處理下，Cu的添加導致Cd從根部外排。Fe也抑制了Cd的吸收（盡管程度比Cu小），因為Cd2+在+Fe+Cd處理下的內流速率明顯小于在-Fe+Cd處理下的內流速率。在分生區、伸長區和成熟區，-Fe+Cd處理的Cd內流速率分別是+Fe+Cd處理的1.57倍、1.46倍和1.16倍（圖1）。
Cd2+內流速率在伸長區最高，其次為分生區、成熟區。唯一的例外是-Fe+Cd+Cu處理下，Cd在分生區的外排速率高于伸長區和成熟區（圖1）。
圖1. 水稻生長20 d后不同根微區平均Cd2+流速
圖2. 水稻根部成熟區
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