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不同基因型水稻糙米对镉、铅的吸收特性

江川, 朱业宝, 陈立喆, 张丹, 王金英

江川, 朱业宝, 陈立喆, 张丹, 王金英. 不同基因型水稻糙米对镉、铅的吸收特性[J]. 福建农业学报, 2019, 34(5): 509-515. DOI: 10.19303/j.issn.1008-0384.2019.05.002
引用本文: 江川, 朱业宝, 陈立喆, 张丹, 王金英. 不同基因型水稻糙米对镉、铅的吸收特性[J]. 福建农业学报, 2019, 34(5): 509-515. DOI: 10.19303/j.issn.1008-0384.2019.05.002
JIANG Chuan, ZHU Ye-bao, CHEN Li-zhe, ZHANG Dan, WANG Jin-ying. Absorption and Accumulation of Cd and Pb in Brown Rice of Different Genotypes[J]. Fujian Journal of Agricultural Sciences, 2019, 34(5): 509-515. DOI: 10.19303/j.issn.1008-0384.2019.05.002
Citation: JIANG Chuan, ZHU Ye-bao, CHEN Li-zhe, ZHANG Dan, WANG Jin-ying. Absorption and Accumulation of Cd and Pb in Brown Rice of Different Genotypes[J]. Fujian Journal of Agricultural Sciences, 2019, 34(5): 509-515. DOI: 10.19303/j.issn.1008-0384.2019.05.002

不同基因型水稻糙米对镉、铅的吸收特性

基金项目: 

福建省科技计划项目——省属公益类科研院所基本科研专项 2017R1021-4

福建省农业科学院科技创新团队建设项目 STIT2017-1-1

福建省重点农业县农作物种质资源的调查收集及其评价与应用项目 A2017-8

物种品种资源保护费项目 111821301354052031

详细信息
    作者简介:

    江川(1968-), 女, 硕士, 副研究员, 研究方向:水稻种质资源(E-mail: yenwenchun@yeah.net)

    通讯作者:

    王金英(1966-), 女, 博士, 研究员, 研究方向:水稻种质资源(E-mail: wjy2233@126.com)

  • 中图分类号: S511;X53

Absorption and Accumulation of Cd and Pb in Brown Rice of Different Genotypes

  • 摘要:
      目的  筛选出低吸收累积重金属Cd、Pb的水稻种质资源,为Cd、Pb污染地区水稻种植品种的选择和抗性品种的选育提供理论依据。
      方法  选用60个水稻品种,用塑料盆置于网室水泥槽中种植水稻,共分3个组,第1组为不加重金属的对照组;第2组为添加重金属Cd的Cd处理组,以CdCl2·2.5H2O形态加入土壤中,使Cd含量达到土壤环境质量标准三级中镉的临界值(1 mg·kg-1);第3组为添加重金属Pb的Pb处理组,以Pb(CH3COO)2·3H2O形态加入土壤中,使Pb含量达到土壤环境质量标准三级中铅的临界值(500 mg·kg-1)。成熟期收获种子晒干,保存3个月后,采用电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)测定3组材料糙米中Cd和Pb含量。
      结果  (1)不同水稻品种对Cd的吸收力差异显著,Cd处理组糙米Cd含量变幅在0.133~3.308 mg·kg-1,对照组糙米Cd含量变幅在0.005~0.224 mg·kg-1,Cd处理组糙米Cd平均含量是对照组的19.63倍,差异达极显著水平(P < 0.01),且不同品种Cd处理组糙米Cd含量与对照组糙米Cd含量呈极显著正相关;Cd处理组有1个品种(台粳8号)糙米Cd含量在可食用标准0.2 mg·kg-1以内,说明台粳8号是低吸收Cd的品种。(2)不同水稻品种对Pb的吸收力差异显著,Pb处理组糙米Pb含量变幅在0.183~2.123 mg·kg-1,对照组糙米Pb含量变幅在0.010~0.288 mg·kg-1,Pb处理组糙米Pb平均含量是对照组的10.66倍,差异达极显著水平(P < 0.01),但不同水稻品种Pb处理组糙米Pb含量与对照组糙米Pb含量相关不显著;Pb处理组有2个品种(金早6号、宁粳216)糙米Pb含量在可食用标准0.2 mg·kg-1以内,说明金早6号、宁粳216是低吸收Pb的品种。(3)籼稻糙米Cd含量显著高于粳稻,但Pb含量籼稻与粳稻无显著差异。(4)不同种皮色水稻品种对Cd、Pb吸收力有差异,表现为红米>黑米>白米。
      结论  土壤环境三级质量标准的稻田已基本不适宜种植水稻,但水稻对Cd、Pb的吸收力存在明显的基因型差异。从众多种质材料中可以筛选出适宜在轻度Cd、Pb污染地区种植的水稻品种,并可为培育抗重金属污染水稻新品种提供重要的种质材料。
    Abstract:
      Objective  Rice germplasms that are low in absorbing and accumulating Cd and Pb were selected for breeding resistant varieties.
      Method  In a netted chamber, 60 genotypes of rice were planted in plastic pots in cement tanks and divided into 3 groups. Group Ⅰ was free of added heavy metals to be used as control; Group Ⅱ contained CdCl2·2.5H2O to simulate the 3rd grade quality of soil contaminated with Cd 1 mg·kg-1; and, Group Ⅲ of the same grade soil with Pb 500 mg·kg-1 by the addition of Pb(CH3COO)2·3H2O. Rice grains were harvested at maturity, dried, and stored for 3 months prior to Cd and Pb determinations in the unpolished rice samples using the inductively coupled plasma mass spectrometry (ICP-MS).
      Result  (1) Significant variations in Cd absorption were found among the genotypes. Group Ⅰ had a Cd content ranging from 0.005 to 0.224 mg·kg-1, as compare to Group Ⅱ of 0.133-3.308 mg·kg-1, showing an average of 19.63-fold difference significant at P < 0.01. Among the varieties of rice, a significant correlation existed between the Cd contents of control and treatment at P < 0.01. The Cd-tolerant Taijing 8 only sustained a level below the acceptable threshold of Cd 0.2 mg·kg-1 for safe consumption. (2) The Pb absorption by the rice varied significantly as well. Group Ⅰ had Pb 0.010-0.288 mg·kg-1, while Group Ⅲ Pb 0.183-2.123 mg·kg-1, showing an average of 10.66-fold significant difference (P < 0.01). However, there was not an apparent correlation between the Pb contents of control and treatment. Jinzao 6 and Ningjing 216 exhibited in the trial a Pb tolerance with a sustained content below the 0.2 mg·kg-1 standard. (3) The accumulated Cd in Indica rice was significantly higher than that in Japonica, but not on Pb. (4) Based on color of the hull, the Cd and Pb absorption by red rice seemed to be the highest, followed by black, and the lowest white.
      Conclusion  Basically, any soil below 3rd grade on the environmental quality is not recommended for rice planting. Since there were significant differences among rice genotypes on their tolerance to Cd and Pb contamination, a selection guideline was made available for breeding varieties that could be cultivated on lands moderately contaminated by Cd and Pb.
  • 【研究意义】稻米是我国主粮之一,全国65%以上的人口以稻米为主食[1]。近年来,由于工业“三废”的排放,城市生活污水和垃圾的污染,以及含有重金属的农药、化肥的不合理使用,使农田土壤的重金属含量日益增高, 进而影响到我国的稻米质量安全[2]。每年我国被重金属污染的粮食高达千万吨,因重金属污染而减产的粮食亦高达数千万吨,致使经济损失高达百亿元,重金属污染已经影响到我国经济发展和人类生存环境[3]。造成土壤重金属污染的主要原因是工业污水灌溉,农业生产过程大量使用塑料大棚和地膜亦可造成土壤Cd、Pb的污染[4-5]。据农业部稻米及制品质量监督检验测试中心2002年对生产基地和市场稻谷与大米样品的检测,稻谷样品达标率为57.4%,大米样品达标率为79.3%,超标污染物主要是Cd、Pb、As [6]。因此,探讨水稻对土壤主要重金属吸收力的基因型差异,进而筛选和培育耐性品种,对水稻生产规避土壤环境风险具有重要的现实意义。【前人研究进展】水稻品种间对重金属的吸收积累存在显著差异[7-9]。周韵等[10]研究表明,基因型上的不同导致不同水稻品种对稻田重金属元素的吸收和分配存在极大差异。曾翔等[11]采用盆栽土培法研究7个类型共46个水稻品种糙米Cd含量的差异,结果表明:不同水稻品种糙米Cd含量差异显著, 在土壤Cd含量为2 mg·kg-1时,46个水稻品种糙米Cd含量变化范围为0.428~2.558 mg·kg-1。殷敬峰等[12]比较了不同类型、不同遗传背景水稻品种糙米中重金属含量的差异,结果表明:不同水稻品种对Cd积累能力差异显著,糙米中Cd含量品种间变幅在0.006~0.092 mg·kg-1,最高值与最低值相差15倍。赵迪[13]研究表明:水稻各器官对Cd和Pb的吸收能力存在差异,对Cd的吸收能力是根>茎>叶>谷壳>米,对Pb的吸收能力是根>叶>茎>谷壳>米。不同水稻品种稻米中Cd含量与稻壳、叶、茎和根中Cd含量均呈极显著正相关,但不同水稻品种稻米中Pb含量与水稻各器官Pb含量无显著相关性。福建省地处我国东南沿海,由于长期进行矿山开采、加工,以及工业化进程累积形成的重金属污染现象逐渐显露,对生态环境造成严重威胁。福建省的稻米重金属污染问题不容乐观,肖美秀等[2]研究认为,福建省各稻区稻米和土壤的重金属污染严重, 特别是Cd、Pb含量几乎都超过国家食品安全标准;柯庆明等[14]研究表明,福建省不同地区的稻米5种重金属含量和地区稻作类型存在较大差异, 超标率从高到低依次为Pb>Hg>Cd>Cu, As无超标, 其中Pb和Cd属重度污染级,认为福建省稻米Pb和Cd污染状况极为严重;陈迪云等[15]研究表明,福建沿海地区稻米样品中Hg、Cd、Pb、As、Cu和Zn含量总体偏高,有16.8%的样品Pb含量超标,有11.4%的样品Cd含量超标。【本研究切入点】以往有关水稻糙米对重金属吸收力差异研究主要集中在品种的筛选上,且大多是研究不同品种对某一重金属吸收力的差异性,而水稻重金属超标往往是多种重金属的超标,究其原因:有水稻品种对重金属吸收特性的因素,也有稻田土壤受到重金属污染的因素。【拟解决的关键问题】本研究针对当前福建省稻米Cd和Pb污染较严重的状况,利用福建省农业科学院水稻研究所种质资源室保存的种质资源,通过室内盆栽试验,研究水稻不同品种、不同亚种、不同种皮色的糙米对土壤重金属Cd、Pb的吸收累积规律,以期筛选出低吸收累积重金属Cd、Pb的水稻品种及育种亲本材料。

    选用60个水稻品种(表 1),其中白米品种30个(籼稻、粳稻各15个),红米品种和黑米品种各15个。试验材料由福建省农业科学院水稻研究所种质资源室提供。

    表  1  供试水稻品种及类型
    Table  1.  Rice varieties selected for study
    类型Type 品种Variety name
    黑米Black rice 鸭血糯、罗旱紫谷、天津1032、岩紫糯35、闽紫香一号、黑优粘47、紫糯米、丽江新团黑谷、岩紫糯235、龙晴4号、紫香糯、黑宝玉1号、黑占33、豫南黑籼糯、北京黑香粳
    Yaxuenuo,Luohanzigu,Tianjin 1032,Yanzinuo 35,Minzixiang No.1,Heiyounian 47,Zinuomi,LTH,Yanzinuo 235,Longqing No. 4,Zixiangnuo,Heibaoyu No.1,Heizhan 33,Yunanheixiannuo,Beijing heixiangjing
    红米Red rice 555-99、厦门红米、红宝石、埔垱红米、红米1号、红米2号、84VE303、红香2号、血粘、糟下红米、Utni menrah、Urark an dam、香粳糯、Sam kyungzo、Ziuk do
    555-99,Xianmen red rice,Rubine rice,Pudang red rice,Red rice No.1,Red rice No.2,84VE303,Hongxiang No.2,Xuenian,Caoxia red rice,Utni menrah,urark an dam,Xiangjingnuo,Sam kyungzo,Ziuk do
    白米White rice 78130、满仓515、世纪137、金早6号、珍优1号、南厦060、蜀恢527、明恢86、福恢964、珍珠矮、珍红17、闽糯580、秋占470、南京11号、湘晚籼12号、嘉南3号、农育1385、台北74号、台粳8号、台粳9号、辽粳727、平壤一号、靖粳优1号、越光、宁粳216、春阳、辽星1、辽粳40、北金、毕粳42
    78130,Mancang 515,Shiji 137,Jinzao No.6,Zhenyou No.1,Nanxia 060,Shuhui 527,Minghui 86,Fuhui 964,Zhenzhu'ai,Zhenhong 17,Minnuo 580,Qiuzhan 470,nanjing No.11,Xiangwanxian No.12,Jianan NO.3,Nongyu1385,Taibei No.74,Taijing Np.8,Taijing Np.9,Liaojing 727,Pingrang No.1,Jinjingyou No.1,Yueguang,Ningjing 216,Chunyang,Liaoxing No.1,Liangjing 40,Beijin,Bijing 42
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    试验于2017年晚季在福建省农业科学院水稻研究所网室中进行,为保证试验结果的准确性和避免重金属对土壤造成污染,采用土培盆栽的方法将塑料盆置于网室水泥槽里种植参试水稻品种。塑料盆规格为34 cm×24 cm(直径×高),盆土经风干、碾碎、过筛后,每盆装土8 kg。第1组为不加重金属的对照组,土壤中Cd含量为0.11 mg ·kg-1、Pb含量为67.10 mg·kg-1,都在正常标准范围内;第2组为Cd处理组,以CdCl2·2.5H2O形态加入试验土壤使Cd含量达到土壤环境质量标准三级中Cd的临界值1 mg·kg-1;第3组为Pb处理组,以Pb(CH3COO)2·3H2O形态加入试验土壤使Pb含量达到土壤环境质量标准三级中Pb的临界值500 mg·kg-1。试验采用随机区组设计,每个组均种植60个水稻品种,每个盆种1个品种、3株、单本植,3次重复,共用180个盆种植了540株水稻。按常规管理,试验期间均未出现异常的可危及试验的气候条件。成熟期收获种子晒干,种子保存3个月后再测定糙米的Cd、Pb含量。

    采用混合取样法,取20 g晒干的净稻谷按农业部标准NY 147-88《米质测定方法》[16]出糙。样品在烘干箱中70℃烘至恒重,磨碎,过0.15 mm筛,称重待下一步分析测定。

    准确称取0.250~0.300 g经研磨的糙米样品于聚四氟乙烯消解管中,加入6 mL硝酸,加盖,放入微波消解仪中按程序进行消解,消解结束待冷却后,打开盖子,将消解管放入150℃赶酸仪中赶酸,直至消解管中的液体量约0.5~1.0 mL时,取出消解管,冷却,将消解液转移至25 mL刻度管中,用超纯水定容,混匀,待测。参照国标GB 5009.268-2016《食品安全国家标准食品中多元素的测定》[17]中的第一法:电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)测定糙米的Cd、Pb含量,取样及其测定均重复3次。

    显著性测验和相关分析采用SAS统计软件。按照《环境监测技术规范》[18]“当测定值小于最低检出限时,按1/2最低检出限值报结果,参加统计计算”的规定,在仪器检测范围(Cd≥0.010 mg·kg-1)未检测到的试验材料的Cd含量按极限值一半,即0.005 mg·kg-1计算;在仪器检测范围(Pb≥0.020 mg·kg-1)未检测到的试验材料的Pb含量按极限值一半0.010 mg·kg-1计算。

    试验结果表明,不同品种糙米中Cd、Pb含量差异很大。对照组、Cd处理组和Pb处理组中不同品种糙米Cd、Pb的平均含量、变幅、变异系数、最大值和最小值倍数如表 2所示。

    表  2  不同处理糙米的Cd、Pb含量
    Table  2.  Cd and Pb contents in brown rice samples
    项目Project 平均值±标准差Mean±SD/(mg·kg-1) 变幅Range /(mg·kg-1) 变异系数CV 最大值/最小值Max./Min. 国家标准限值National standard value/(mg·kg-1)
    Cd处理组Cd含量Cd treatment group of Cd content 1.57±0.80 0.133~3.308 0.51 24.87 0.2
    对照组Cd含量Control group of Cd content 0.08±0.04 0.005~0.224 0.67 44.80
    Pb处理组Pb含量Pb treatment group of Pb content 0.67±0.37 0.183~2.123 0.56 11.60 0.2
    对照组Pb含量Control groupof Pb content 0.06±0.03 0.010~0.288 0.99 28.80
    注:表中糙米的重金属含量为种子收获后3个月的测定值(下图、下表同)。
    Note:The contents of heavy metals in brown rice in the table were measured at 3 months after harvest.
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    对照组的糙米Cd含量变幅在0.005~0.224 mg·kg-1,最高值是最低值的44.80倍,其中:丽江新团黑谷对Cd的吸收能力最强,春阳、辽星1和北金对Cd的吸收能力最弱[均在仪器的检测范畴(Cd≥0.010 mg·kg-1)中未检测出],有59个品种Cd含量在国家食品卫生标准规定糙米中Cd的最大允许值(0.2 mg·kg-1)以内,1个品种Cd含量在国家标准限值以外;对照组的Pb含量变幅在0.010~0.288 mg·kg-1,最高值是最低值的28.80倍,农育1385对Pb的吸收能力最强,宁粳216、辽星1和北金对Pb的吸收能力最弱[均在仪器的检测范畴(Pb≥0.020 mg·kg-1)中未检测出],有57个品种Pb含量在国家食品卫生标准规定糙米中Pb的最大允许值0.2 mg·kg-1以内,有3个品种Pb含量在国家标准限值以外。说明,对照组98.33%的品种Cd含量未超标,95.00%的品种Pb含量未超标。

    Cd处理组的糙米Cd含量变幅在0.133~3.308 mg·kg-1,最高值是最低值的24.87倍,其中:岩紫糯235对Cd的吸收能力最强,台粳8号对Cd的吸收能力最弱,有1个品种Cd含量在食品安全国家标准[19]规定糙米Cd的最大允许值0.2 mg·kg-1以内,有59个品种Cd含量在国家标准限值以外。说明,Cd处理组仅1.67%的品种Cd含量未超标。

    Pb处理组的糙米Pb含量变幅在0.183~2.123 mg·kg-1,最高值是最低值的11.60倍,其中:毕粳42对Pb的吸收能力最强,金早6号对Pb的吸收能力最弱,有2个品种的Pb含量在食品安全国家标准[19]规定糙米中Pb的最大允许值(0.2 mg·kg-1)以内,有58个品种的Pb含量在国家标准限值以外。说明,Pb处理组仅3.33%的品种Pb含量未超标。

    图 1可见,Cd处理组的Cd含量与对照组的Cd含量存在极显著差异,Cd处理组Cd平均含量为1.57 mg·kg-1,是对照组的19.63倍,是稻米可食用标准(0.2 mg·kg-1)的7.85倍;Pb处理组的Pb含量与对照组存在极显著差异,Pb处理组Pb平均含量为0.672 mg·kg-1,是对照组的10.66倍,是稻米可食用标准(0.2 mg·kg-1)的3.36倍。说明当盆栽土壤Cd浓度达到1 mg·kg-1、Pb浓度达到500 mg·kg-1时,水稻对重金属Cd、Pb吸收能力极显著增强。

    图  1  不同处理糙米中镉、铅含量比较
    Figure  1.  Cd and Pb contents in brown rice samples

    图 2可见,Cd处理组与对照组糙米中Cd含量呈极显著正相关,相关系数(r)达0.579,决定系数(R2)为0.357,两者之间有一定的因果关系。但同样分析Pb处理组与对照组的Pb含量,相关性不显著。

    图  2  Cd处理组与对照组糙米中Cd含量的线性相关
    Figure  2.  Correlation on Cd contents in brown rice between Group Ⅰ and Group Ⅱ

    表 3可见,对照组Cd含量表现为籼稻显著高于粳稻,籼稻Cd含量是粳稻Cd含量的8倍;Cd处理组的Cd含量也表现为籼稻显著高于粳稻,籼稻Cd含量是粳稻的3.66倍;但同样分析,无论是对照组还是Pb处理组,籼粳稻之间的Pb含量均没有显著差异。

    表  3  籼、粳型水稻糙米对Cd、Pb吸收差异
    Table  3.  Cd and Pb absorption of Indica and Japonica rice grains
    类型(亚种) Type Cd含量Cd content/(mg·kg-1) Pb含量Pb content/(mg·kg-1)
    Cd处理组Cd treatment 对照组Control Pb处理组Pb treatment 对照组Control
    籼稻Indica 1.98±0.56a 0.08±0.03a 0.71±0.33a 0.05±0.04a
    粳稻Japonica 0.54±0.31b 0.01±0.01b 0.53±0.50a 0.06±0.08a
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    表 4可见,不同种皮色水稻品种的Cd含量存在明显差异,对照组的Cd含量黑米与红米无显著性差异,均显著高于白米。Cd处理组的Cd含量红米显著高于黑米、白米,黑米与白米无显著差异。

    表  4  不同种皮色糙米对Cd、Pb吸收差异
    Table  4.  Cd and Pb accumulation in rice grains of different hull colors
    类型(亚种) Type Cd含量Cd content/(mg·kg-1) Pb含量Pb content/(mg·kg-1)
    Cd处理组Cd treatment 对照组Control Pb处理组Pb treatment 对照组Control
    红米Red brown rice 2.13±0.62a 0.11±0.05a 0.74±0.29a 0.07±0.05a
    黑米Dark brown rice 1.62±0.53b 0.10±0.04a 0.69±0.28a 0.06±0.03a
    白米White brown rice 1.26±0.86b 0.05±0.04b 0.62±0.44a 0.05±0.02a
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    不同种皮色品种的Pb含量,无论是对照组还是Pb处理组,其Pb含量的差异均不显著。

    不同种皮色品种的Cd、Pb含量大小趋势相同,均表现为红米>黑米>白米。

    重金属污染具有隐蔽性、潜伏性、不可逆性和长期性,危害性极大。重金属污染主要通过大气、水体、土壤的迁移转化和食物链的生物放大作用污染环境,造成食品安全问题,进而危害人体健康。近年来,随着人们生活水平的提高,我国稻米卫生品质问题越来越受到人们的关注。特别是加入WTO后,推进无公害稻米生产,树立安全优质的品牌形象已成为当今稻米生产企业的迫切需求。本研究结果表明,不同水稻品种糙米Cd、Pb含量差异较大,在没有人为添加重金属的对照组中,60个参试品种糙米Cd和Pb含量最高值和最低值相差分别达44.8和28.8倍。糙米镉含量不仅品种间差异较大,而且不同类型品种间也有明显差异,表现为:籼稻>粳稻,这一结论与曾翔、龚伟群、李军[11, 20-21]研究结果一致。不同种皮色水稻糙米中Cd、Pb含量均表现为:红米>黑米>白米。本试验结果表明,在没有人为添加重金属的对照组中,低Cd水稻品种有春阳、辽星1和北金,其含量均小于0.01 mg·kg-1;低Pb水稻品种有宁粳216、辽星1和北金,其含量均小于0.01 mg·kg-1,其中辽星1和北金是低Cd、低Pb品种。水稻对重金属的吸收积累,受品种类型和遗传背景的影响较大,不同水稻品种籽粒对Cd、Pb吸收存在明显的基因型差异,利用水稻品种间籽粒对Cd、Pb吸收能力的差异性,可以筛选出低吸收Cd、Pb的水稻亲本材料,通过遗传育种,进而筛选出对重金属具有耐性的水稻品种。

    通过模拟土壤环境三级质量标准的盆栽试验,结果表明:有59个品种糙米Cd含量超标,无法正常食用;58个品种糙米Pb含量超标,无法正常食用。表明水稻籽粒对重金属Cd、Pb的吸收能力普遍很强,说明土壤环境三级质量标准的稻田已基本不适宜种植水稻。本试验在模拟土壤环境三级质量标准土壤中筛选出1个耐Cd水稻品种:台粳8号,两个耐Pb水稻品种:金早6号、宁粳216,均在稻米正常可食用范围,这3份水稻种质可作为Cd、Pb抗性育种的亲本材料,通过转基因技术和遗传工程培育对Cd、Pb低吸收的水稻新品种,为轻度污染区仍能生产出安全稻米提供理论依据。

    本研究表明,在Cd处理组和对照组中筛选出的低吸收Cd的水稻品种并不一致,也就是说对照组中Cd含量最低的水稻品种在经Cd处理后其Cd含量不是最低;在Pb处理组和对照组中筛选出的低吸收Pb水稻品种(宁粳216除外)也不一致。水稻对Cd、Pb的吸收是一个复杂的过程,水稻品种间对Cd、Pb吸收存在差异,在污染的稻田土壤中种植水稻后不同品种对Cd、Pb吸收又会有新的表现。因此,低吸收Cd、Pb水稻品种的筛选应直接在污染土壤条件下进行,根据当地实际污染情况有针对性地进行品种筛选,并在相似地区种植。这样既能提高耕地的利用率和水稻的产量,又能保证稻米质量安全可靠。

  • 图  1   不同处理糙米中镉、铅含量比较

    Figure  1.   Cd and Pb contents in brown rice samples

    图  2   Cd处理组与对照组糙米中Cd含量的线性相关

    Figure  2.   Correlation on Cd contents in brown rice between Group Ⅰ and Group Ⅱ

    表  1   供试水稻品种及类型

    Table  1   Rice varieties selected for study

    类型Type 品种Variety name
    黑米Black rice 鸭血糯、罗旱紫谷、天津1032、岩紫糯35、闽紫香一号、黑优粘47、紫糯米、丽江新团黑谷、岩紫糯235、龙晴4号、紫香糯、黑宝玉1号、黑占33、豫南黑籼糯、北京黑香粳
    Yaxuenuo,Luohanzigu,Tianjin 1032,Yanzinuo 35,Minzixiang No.1,Heiyounian 47,Zinuomi,LTH,Yanzinuo 235,Longqing No. 4,Zixiangnuo,Heibaoyu No.1,Heizhan 33,Yunanheixiannuo,Beijing heixiangjing
    红米Red rice 555-99、厦门红米、红宝石、埔垱红米、红米1号、红米2号、84VE303、红香2号、血粘、糟下红米、Utni menrah、Urark an dam、香粳糯、Sam kyungzo、Ziuk do
    555-99,Xianmen red rice,Rubine rice,Pudang red rice,Red rice No.1,Red rice No.2,84VE303,Hongxiang No.2,Xuenian,Caoxia red rice,Utni menrah,urark an dam,Xiangjingnuo,Sam kyungzo,Ziuk do
    白米White rice 78130、满仓515、世纪137、金早6号、珍优1号、南厦060、蜀恢527、明恢86、福恢964、珍珠矮、珍红17、闽糯580、秋占470、南京11号、湘晚籼12号、嘉南3号、农育1385、台北74号、台粳8号、台粳9号、辽粳727、平壤一号、靖粳优1号、越光、宁粳216、春阳、辽星1、辽粳40、北金、毕粳42
    78130,Mancang 515,Shiji 137,Jinzao No.6,Zhenyou No.1,Nanxia 060,Shuhui 527,Minghui 86,Fuhui 964,Zhenzhu'ai,Zhenhong 17,Minnuo 580,Qiuzhan 470,nanjing No.11,Xiangwanxian No.12,Jianan NO.3,Nongyu1385,Taibei No.74,Taijing Np.8,Taijing Np.9,Liaojing 727,Pingrang No.1,Jinjingyou No.1,Yueguang,Ningjing 216,Chunyang,Liaoxing No.1,Liangjing 40,Beijin,Bijing 42
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    表  2   不同处理糙米的Cd、Pb含量

    Table  2   Cd and Pb contents in brown rice samples

    项目Project 平均值±标准差Mean±SD/(mg·kg-1) 变幅Range /(mg·kg-1) 变异系数CV 最大值/最小值Max./Min. 国家标准限值National standard value/(mg·kg-1)
    Cd处理组Cd含量Cd treatment group of Cd content 1.57±0.80 0.133~3.308 0.51 24.87 0.2
    对照组Cd含量Control group of Cd content 0.08±0.04 0.005~0.224 0.67 44.80
    Pb处理组Pb含量Pb treatment group of Pb content 0.67±0.37 0.183~2.123 0.56 11.60 0.2
    对照组Pb含量Control groupof Pb content 0.06±0.03 0.010~0.288 0.99 28.80
    注:表中糙米的重金属含量为种子收获后3个月的测定值(下图、下表同)。
    Note:The contents of heavy metals in brown rice in the table were measured at 3 months after harvest.
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    表  3   籼、粳型水稻糙米对Cd、Pb吸收差异

    Table  3   Cd and Pb absorption of Indica and Japonica rice grains

    类型(亚种) Type Cd含量Cd content/(mg·kg-1) Pb含量Pb content/(mg·kg-1)
    Cd处理组Cd treatment 对照组Control Pb处理组Pb treatment 对照组Control
    籼稻Indica 1.98±0.56a 0.08±0.03a 0.71±0.33a 0.05±0.04a
    粳稻Japonica 0.54±0.31b 0.01±0.01b 0.53±0.50a 0.06±0.08a
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    表  4   不同种皮色糙米对Cd、Pb吸收差异

    Table  4   Cd and Pb accumulation in rice grains of different hull colors

    类型(亚种) Type Cd含量Cd content/(mg·kg-1) Pb含量Pb content/(mg·kg-1)
    Cd处理组Cd treatment 对照组Control Pb处理组Pb treatment 对照组Control
    红米Red brown rice 2.13±0.62a 0.11±0.05a 0.74±0.29a 0.07±0.05a
    黑米Dark brown rice 1.62±0.53b 0.10±0.04a 0.69±0.28a 0.06±0.03a
    白米White brown rice 1.26±0.86b 0.05±0.04b 0.62±0.44a 0.05±0.02a
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出版历程
  • 收稿日期:  2019-04-07
  • 修回日期:  2019-04-29
  • 刊出日期:  2019-05-27

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