原文以Reducing cadmium uptake without compromising nitrogen uptake, photosynthesis, or yield in low-Cd hybrid rice為標題發(fā)表在Field Crops Research上2025年1月18日，湖南雜交水稻中心/雜交水稻全國重點實驗室的常碩其研究員與毛畢剛研究員合作在《Field Crops Research》期刊上發(fā)表了題為《Reducing cadmium uptake without compromising nitrogen uptake, photosynthesis, or yield in low-Cd hybrid rice》的研究論文,。該研究主要探討了L-Cd ZLY8612與野生型（ZLY8612）在凈光合速率,、各器官光合產(chǎn)物分配,、稻谷產(chǎn)量以及氮素吸收和利用效率方面的差異。研究結(jié)果為鎘低積累水稻品種的高產(chǎn)栽培提供了理論支持,，也為鎘低積累水稻品種的氮素管理策略和大規(guī)模推廣提供了有價值的參考,。鎘（Cd）污染的稻田土壤,，源于采礦,、冶煉、工業(yè)生產(chǎn),、化肥和農(nóng)藥使用以及大氣沉降,，已成為威脅糧食安全和人類健康的嚴重問題。水稻是亞洲地區(qū)人群鎘攝入的主要來源,。在我國南方,，稻田土壤中的鎘污染，顯著影響了達標水稻的生產(chǎn),。為了減少水稻中的鎘濃度,，研究者們開發(fā)了多種技術(shù)和方法，如使用抑制劑和化學處理等,。然而,，培育鎘低積累水稻品種被認為是有效的解決途徑。
土壤-植物（水稻）屏障及其對有毒元素進入食物鏈的風險示意（圖源/springer）其中,，與水稻中鎘積累密切相關的基因之一是Nramp5，它屬于自然抗性相關巨噬細胞蛋白（NRAMP）家族,，OsNRAMP5編碼的蛋白質(zhì)是鎘,、錳、鉛和鈷等元素的主要轉(zhuǎn)運蛋白,。低鎘水稻品種L-Cd ZLY8612是通過重離子誘變和M1代靶向高通量測序（M1TDS）技術(shù)從其野生型對照品種Zhenliangyou8612（ZLY8612）開發(fā)而成,，旨在誘導OsNRAMP5基因突變。該品種已在湖南省成功大規(guī)模種植,，并顯著降低了鎘的吸收,。為了進一步驗證OsNRAMP5突變對水稻生長和產(chǎn)量的影響，研究者們進行了為期兩年的田間和盆栽實驗,，使用了鎘污染土壤并設定了四種不同的氮處理條件,。在實驗中，研究者們測量了鎘吸收,、光合作用,、生物量和產(chǎn)量等關鍵參數(shù)，并通過15N同位素追蹤評估了氮的吸收和利用效率,。研究結(jié)果表明,，在兩年的田間實驗中,，L-Cd ZLY8612的谷物中的平均鎘濃度比對照品種ZLY8612低73.4%。盡管OsNRAMP5基因發(fā)生了突變,，L-Cd ZLY8612的氮吸收和利用效率與ZLY8612相當,，且其光合作用特性、干物質(zhì)積累和糧食產(chǎn)量并未出現(xiàn)顯著差異,。這表明,，L-Cd ZLY8612能夠有效減少鎘積累，同時不影響氮吸收和產(chǎn)量穩(wěn)定性,。因此,，種植鎘低積累水稻品種，如L-Cd ZLY8612,，不僅是減輕稻田土壤鎘污染的有效策略,，同時還能保證水稻產(chǎn)量的穩(wěn)定性，這對解決鎘污染土壤的水稻種植問題具有重要意義,。
LI-6800便攜式光合熒光測量系統(tǒng)在本研究中的作用
使用LI-6800便攜式光合熒光測量系統(tǒng)測量旗葉的凈光合速率A、蒸騰速率E,、胞間二氧化碳濃度Ci和氣孔導度gsw,。光強設置為1600 μmol m?2 s?1。測量時的葉片溫度為27-30℃,，環(huán)境CO2濃度分別為400 ppm,。每個品種在晴天的9:00-11:30之間測量10次。詳細測量方法請參照Chang等（2016）論文中使用的方法,。
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原文中的主要數(shù)據(jù)圖表
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