红米是一种有色功能稻,在我国的栽培历史中已有数千年。近年来,红米因其糙米中含有丰富的蛋白质、氨基酸、维生素、核黄素、生物活性物质以及人体必需的微量元素Se、Zn、Fe、等而被研究较多。与白米相比,红米中的微量元素和营养物质通常优于白米,且营养比较全面合理,可以作为理想的保健食品。而当下的人们对于食品的安全也越来越重视。重金属镉的污染因其毒性和富集特性备受关注,而又以稻米的镉污染为关注重点。那么,人们想要吃上既有营养又安全的稻米,开展功能稻红米糙米的微量营养元素及镉污染的研究迫在眉睫。本实验通过3个不育系和3个恢复系杂交配置出9个组合材料。对这9个材料分别进行盆栽种植,采用二元二次正交旋转回归设计,选择重金属镉、铁作为影响水稻籽粒中硒、锌、镉、铁含量的试验因素,测量在不同浓度铁、镉影响下各组合的硒、锌、铁、镉含量变化。以期探索铁、镉对水稻籽粒中硒、锌、铁、镉含量的影响,进一步探索在镉污染田中施铁是否能抑制水稻籽粒镉的富集。其研究主要结果如下：1.施镉量和施铁量对不同杂交组合糙米中硒含量的影响不同,施镉量和施铁量对杂交组合A(2058A/R47)、C(2058A/R291)、D(金23A/R47)、E(金23A/R222)、G(2055A/R47)、H(2055A/R222)、I(2055A/R291)中硒含量影响并不显著,而对杂交组合B(2058A/R222)、F(金23A/R291)未能成功建立回归方程,说明施镉量和施铁量对不同杂交组合糙米中硒含量的影响与杂交组合有关。2.施镉量和施铁量对不同杂交组合糙米中锌含量的影响受杂交组合的差异而不同。施镉量和施铁量对杂交组合A(2058A/R47)、C(2058A/R291)、E(金23A/R222)、G(2055A/R47)、I(2055A/R291)中锌含量影响显著,杂交组合D(金23A/R222)、F(金23A/R291)所受影响不显著,而杂交组合B(2058A/R222)、H(2055A/R222)未能成功建立回归方程。在杂交组合A(2058A/R47)、G(2055A/R47)、I(2055A/R291)中施镉量对其糙米中锌含量的影响为先降低后增加,在杂交组合C(2058A/R291)、E(金23A/R222)中施镉量对其糙米中锌含量的影响为一直减少。在杂交组合A(2058A/R47)、C(2058A/R291)、E(金23A/R222)中施铁量对糙米中锌含量的影响为先降低后增加,在杂交组合G(2055A/R47)、I(2055A/R291)中施铁量对糙米中锌含量的影响基本可忽略的减小。3.施镉量和施铁量对不同杂交组合糙米中铁含量的影响因杂交组合不同而不同。施镉量和施铁量对杂交组合A(2058A/R47)、B(2058A/R222)、C(2058A/R291)、E(金23A/R222)、H(2055A/R222)、I(2055A/R291)中铁含量的影响显著,而杂交组合D(金23A/R222)、F(金23A/R291)、G(2055A/R47)不显著。在杂交组合A(2058A/R47)、B(2058A/R222)、C(2058A/R291)、E(金23A/R222)、I(2055A/R291)中施镉量对其糙米中铁含量的影响为先增后减,在杂交组合H(2055A/R222)中,随着施镉量的增加糙米中的铁含量一直在小幅减少。随着施铁量的增加,杂交组合A(2058A/R47)、B(2058A/R222)、C(2058A/R291)、E(金23A/R222)、H(2055A/R222)、I(2055A/R291)糙米中铁含量均表现为先增后减。4.施镉量和施铁量对杂交组合A(2058A/R47)、B(2058A/R222)、C(2058A/R291)、D(金23A/R47)、E(金23A/R222)、F(金23A/R291)、G(2055A/R47)、H(2055A/R222)、I(2055A/R291)中镉含量的影响均显著。所有杂交组合糙米中的镉含量均随着施镉量的增加而增加。在杂交组合A(2058A/R47)、B(2058A/R222)、G(2055A/R47)中,糙米中的镉含量随着施铁量的增加而一直减少,在杂交组合D(金23A/R47)、E(金23A/R222)、F(金23A/R291)中,糙米中镉含量随着施铁量的增加先减少后增加,在杂交组合C(2058A/R291)、H(2055A/R222)、I(2055A/R291)中,糙米中镉含量随着施铁量的增加先增加后又减小。这说明施镉量和施铁量对不同杂交组合糙米中镉含量的影响同样具有杂交组合差异性。5.在受试品种中,杂交组合A(2058A/R47)、B(2058A/R222)、C(2058A/R291)、F(金23A/R291)、G(2055A/R47)、H(2055A/R222)、I(2055A/R291)为红米组合,D(金23A/R47)、E(金23A/R222)为白米组合。施镉量和施铁量对红米组合和白米组合糙米中硒含量的影响一致,均因回归方程拟合性不好或回归方程影响不显著而未成功建立数学模型；施镉量和施铁量对各品种糙米中的锌、铁含量的影响因杂交组合不同而不同,与杂交组合是否为红米或白米无关；而施镉量和施铁量对各杂交组合糙米中镉含量的综合影响均为随着施镉量和施铁量的增加糙米中镉含量逐渐增加,与杂交组合是否为红米或白米无关。6.不管土壤施镉量和施铁量为何种浓度,本实验中红米杂交组合糙米中的硒含量均远大于白米杂交组合,且红米均达到了富硒米标准,白米均未达到。说明红米杂交组合在镉污染农田中具有种植优势。当土壤施镉量为0时,各杂交组合糙米中的镉含量均未超过“镉大米”标准0.2mg/kg,但施镉量达1.45mg/kg时,均超过镉大米标准0.2mg/kg。而其他两种元素无明显规律可循。7.由前面施铁量对各杂交组合糙米中的镉含量的影响可知,在富硒杂交组合A(2058A/R47)、B(2058A/R222)、G(2055A/R47)中,糙米中的镉含量随着施铁量的增加而一直减少。说明铁元素在富硒材料中对镉元素有抑制作用,即在镉污染田中施铁能够抑制富硒水稻籽粒镉的富集。在这抑制作用中硒是否有参与其中还未知,三者间的具体关系及其抑制作用的的具体作用机制也需进一步研究。