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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

doi: 10.19303/j.issn.1008-0384.2019.05.002
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。
  • 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:  2019-04-08
  • 修回日期:  2019-04-30
  • 刊出日期:  2019-05-28

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