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土壤中的镉(Cd)、矿质元素离子由水分介导自根系向地上部转运,Cd被植物吸收后可导致营养元素吸收失衡,水分平衡受到干扰,影响植物的光合作用,严重时甚至会导致水稻死亡。重金属等非生物胁迫会造成植物体细胞的水分失衡,而水孔蛋白在调控水分运输、金属离子运输、抗逆等方面发挥着重要作用。本文以4个水稻品种为试验材料,通过水培方法研究Cd对不同基因型水稻生长的影响,探讨植株中Cd对其他矿质元素吸收、积累的影响,了解植物中Cd的吸收、转运和积累机理及其与水分利用之间的相互关系,其结果如下:1.水稻对Cd的吸收、积累存在品种间差异。Cd处理15d时,籼稻品种ANZ1表现为低Cd积累特性;Cd处理30d时籼稻品种ANZ1和粳稻品种B814表现为低Cd积累特性,籼稻ZH479和粳稻品种R9475则表现为高Cd积累特性。2.15d和30d Cd处理均对水稻植株的生长产生一定的抑制作用,表现为株高,地上部干物重降低等,且抑制程度存在品种间差异。3.Cd影响水稻对矿质元素的吸收利用。无论是Cd处理15d还是30d,水稻地上部和根系S、Mn含量均显著性增加,Zn、Fe、Cu元素含量均显著降低。且根系Fe、Cu含量要高于地上部中的含量,而根系Zn、Ca、Mg、Mn、P、S含量则低于地上部。4.Cd处理下根系OsNramp1、OsIRT1、OsHMA3基因的表达上调,说明Cd诱导OsNramp1、OsIRT1、OsHMA3基因的表达。5.Cd处理30d,水稻叶片的叶绿素含量、叶面积、光合系数Pn、Gs、Ci、Tr均显著降低,表明镉处理在一定程度上抑制水稻光合作用。6.Cd处理30d,4个水稻品种耗水量均有所增加,高Cd积累品种对水分的需求较大,而低Cd积累品种对水分的需求较小。7.在Cd胁迫处理下,根系中OsPIP1;2、OsPIP2;2、OsPIP2;5、OsPIP2;6基因的表达量均呈下调趋势,说明Cd胁迫可抑制水稻水孔蛋白的基因表达,从而影响水稻根系对水分的吸收。