两个水稻品种对砷胁迫的耐性研究
稻田砷污染是国内外关注的焦点，稻米作为主要粮食作物，由于特殊的生长环境，使其比其它旱田作物更容易在可食部位积累砷，减少水稻砷积累具有重要意义。基于此，本试验对两个砷积累量不同的水稻品种进行表型分析，主要对根长的相对伸长量和根部砷积累进行了分析，主要结果如下只有在4μM As(V) W0和W31种子的根相对伸长量存在显著性差异，其他浓度下两个品种的根相对伸长量没有显著差异。在水稻第四周加入10μM As(III)，分别于第一天第三天取样，发现第三天两个品种W0和W31的根部砷积累量存在显著差异。在水稻水培四周分别进行正常1/2Kimura 营养液加入10μM As(V)和缺磷（P）营养液加入10μM As(V)处理，发现处理后第三天W0和W31根部砷积累量在缺P条件下存在显著差异，说明根部砷吸收可能与P有关。
目录
摘要1
关键词1
Abstract1
Key words1
引言1
1材料与方法2
1.1实验基本情况2
1.2试验设计2
1.3水稻品种的培育移苗3
1.4样品分析测定方法3
1.4.1砷胁迫下根的相对伸长量溶液配制3
1.4.2水稻样品干重的测量3
1.4.3砷胁迫下，W0和W31 根部砷积累量3
2结果与分析3
2.1数据结果分析 4
2.2数据结果 4
2.2.1 As(V)和As(III)胁迫下，WO和W31根的相对伸长量比较 5
2.2.2加入砷处理后水稻的表型特征 6
2.2.3砷As处理后水稻地下部干重分析 7
2.2.4根部砷浓度分析 8
3讨论与展望10
致谢10
参考文献11
两个水稻品种对砷胁迫的耐性研究
农业资源与环境 郑利华
引言
水稻作为人类赖以生存的粮食作物，对于人类生存具有重要作用。由于水稻田中的特殊的淹水排水过程，使得水稻土壤的氧化还原电位pH都发生变化，特定的水稻田的环境使得水稻对As具有很强的吸收转运能力[1]，有研究表明由于水稻本 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072*
身的特性使得在水稻籽粒中往往累积较多的砷，高达其它禾谷类作物的10倍以上[2]。在一些种植区，由于人为原因对于重金属污染不重视随意开矿和工业排放等，使得土壤和水体受到了严重的砷污染[3]，人们通过灌溉含有砷污染的水，进一步增加了水稻吸收砷的可能性，在我国两湖两广等重要的水稻粮食产地，水稻田已经受到了严重的砷等重金属的污染[4]，土壤砷含量为 92840 mg/kg，远远超出了其背景值[5]，生长在中度污染土中的水稻籽粒中累积了较高浓度的砷（0.725 mg/kg）。为此，我国于2005年制定了稻米无机砷的最大污染水平值，为As 0.15 mg /kg，2010年已提高到As 0.2 mg /kg[6]。
在我国，水稻籽粒砷的形态主要为无机砷 ，主要包括还原环境中的三价砷以及氧化环境中的五价砷[7]，研究表明土壤溶液的氧化还原电位(Eh)及pH值对砷的移动性和形态转换有显著的影响，土壤溶液的Eh、pH发生改变[8]，砷形态会发生转换。研究表明，五价砷主要是吸附在水稻根表的铁及其氢氧化物的表面，由于重金属不是水稻生长的必须元素，所以水稻根系还未发现专门运输砷的基因或者蛋白[9]，常常通过借用其他元素的通道蛋白进入根系细胞，有研究显示，五价砷主会通过磷通道蛋白进入根系[10]。五价砷进入根系后会迅速转化为三价砷，通过确定水稻中积累的无机砷的形态以及控制此种情况产生的基因，之后对植物进行改造，培育新品种，减少水稻籽粒中砷的积累量，对于粮食生产安全具有重要意义[11]本实验室前期工作筛选获得了多份低砷、高砷积累的水稻栽培品种。本研究选取其中2个水稻品系：高砷积累的籼稻品种W0和低砷积累的粳稻品种W31。通过一系列生理实验，比较两个品种在种子萌发、营养生长时期对砷胁迫做出的不同响应。为今后挖掘造成两品种砷积累量差异的基因提供表型依据。
1 材料与方法
1.1实验基本情况
试验地点：大学资环楼温室
供试品种：高砷积累的籼稻品种W0和低砷积累的粳稻品种W31
1.2试验设计
1. As(V)和As(III)胁迫下，根的相对伸长量比较
拟设计浓度梯度：As(V)（μM）：0 , 1.5，2.5，4;As(III)（μM）：10，20，30。
每个处理下，每个品种10粒种子。
1）将水稻种子浸泡在水里，放入37度培养箱3天
2）种子露白后播种在含有0.5mM的CaCl2 清水中黑暗培养23天，当根长在20mm左右时，记下根长L0
3）24小时后，测量根长L1
4）将种子分别移至含浓度梯度砷的0.5mM的CaCl2 清水中进行胁迫处理，24小时测量根长L2
5）24小时后，测量根长L3
6）根长的相对伸长量按下列公式计算：
(L3L2)/(L1L0)
2. As(V)和As(III)胁迫下，W0和W31 根部砷积累量的比较
拟设计浓度梯度As(V) 10μM （同时在AsV 进行正常P处理和缺P处理）；
As(III) 10μM
时间梯度：1天（24h），3天(72h)
在生育期的第四周进行处理。
每个处理下，每个品种6棵苗
1.3.水稻品种的培育移苗
先将水稻种子用30％的次氯酸钠消毒15 分钟，用去离子水冲洗干净，后浸泡在去离子水中，置于37度生化培养箱中培养23天，直至水稻种子露白，期间至少每天换一次去离子水[12]。之后将露白的水稻种子置于尼龙网上，25度黑暗培养7天(保证根的生长)，后用去离子水置于光照培养室中培养。光照培养室条件如下：28℃/14h光照和20℃/10h黑暗，光照强度为260350umol/(m2 .s),相对湿度为60%70%之间进行培育[13]。待水稻叶片长到5公分时，将水稻苗进行移苗，移至4L的避光桶内，每盆每个品种移12棵苗，保证生长条件相同，然后用1／2 Kimura营养液培养，之后进行处理。
1.4样品分析测定方法
1.4.1 As(V)和As(III)胁迫下，根的相对伸长量比较溶液配制
砷处理后[As(V)（μM）:0 , 1.5,2.5,4; As(III) （μM）:10,20,30.]，其中As(V)母液浓度为12mM，同一个砷浓度处理所用桶的容积为3L,
所以 1.5 μM As(V) 所需要母液的体积为 V1=1.5/12*3mL=0.375mL
2.5 μM As(V) 所需要母液的体积为 V2=2.5/12*3mL=0.625mL
目录
摘要1
关键词1
Abstract1
Key words1
引言1
1材料与方法2
1.1实验基本情况2
1.2试验设计2
1.3水稻品种的培育移苗3
1.4样品分析测定方法3
1.4.1砷胁迫下根的相对伸长量溶液配制3
1.4.2水稻样品干重的测量3
1.4.3砷胁迫下，W0和W31 根部砷积累量3
2结果与分析3
2.1数据结果分析 4
2.2数据结果 4
2.2.1 As(V)和As(III)胁迫下，WO和W31根的相对伸长量比较 5
2.2.2加入砷处理后水稻的表型特征 6
2.2.3砷As处理后水稻地下部干重分析 7
2.2.4根部砷浓度分析 8
3讨论与展望10
致谢10
参考文献11
两个水稻品种对砷胁迫的耐性研究
农业资源与环境 郑利华
引言
水稻作为人类赖以生存的粮食作物，对于人类生存具有重要作用。由于水稻田中的特殊的淹水排水过程，使得水稻土壤的氧化还原电位pH都发生变化，特定的水稻田的环境使得水稻对As具有很强的吸收转运能力[1]，有研究表明由于水稻本 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072*
身的特性使得在水稻籽粒中往往累积较多的砷，高达其它禾谷类作物的10倍以上[2]。在一些种植区，由于人为原因对于重金属污染不重视随意开矿和工业排放等，使得土壤和水体受到了严重的砷污染[3]，人们通过灌溉含有砷污染的水，进一步增加了水稻吸收砷的可能性，在我国两湖两广等重要的水稻粮食产地，水稻田已经受到了严重的砷等重金属的污染[4]，土壤砷含量为 92840 mg/kg，远远超出了其背景值[5]，生长在中度污染土中的水稻籽粒中累积了较高浓度的砷（0.725 mg/kg）。为此，我国于2005年制定了稻米无机砷的最大污染水平值，为As 0.15 mg /kg，2010年已提高到As 0.2 mg /kg[6]。
在我国，水稻籽粒砷的形态主要为无机砷 ，主要包括还原环境中的三价砷以及氧化环境中的五价砷[7]，研究表明土壤溶液的氧化还原电位(Eh)及pH值对砷的移动性和形态转换有显著的影响，土壤溶液的Eh、pH发生改变[8]，砷形态会发生转换。研究表明，五价砷主要是吸附在水稻根表的铁及其氢氧化物的表面，由于重金属不是水稻生长的必须元素，所以水稻根系还未发现专门运输砷的基因或者蛋白[9]，常常通过借用其他元素的通道蛋白进入根系细胞，有研究显示，五价砷主会通过磷通道蛋白进入根系[10]。五价砷进入根系后会迅速转化为三价砷，通过确定水稻中积累的无机砷的形态以及控制此种情况产生的基因，之后对植物进行改造，培育新品种，减少水稻籽粒中砷的积累量，对于粮食生产安全具有重要意义[11]本实验室前期工作筛选获得了多份低砷、高砷积累的水稻栽培品种。本研究选取其中2个水稻品系：高砷积累的籼稻品种W0和低砷积累的粳稻品种W31。通过一系列生理实验，比较两个品种在种子萌发、营养生长时期对砷胁迫做出的不同响应。为今后挖掘造成两品种砷积累量差异的基因提供表型依据。
1 材料与方法
1.1实验基本情况
试验地点：大学资环楼温室
供试品种：高砷积累的籼稻品种W0和低砷积累的粳稻品种W31
1.2试验设计
1. As(V)和As(III)胁迫下，根的相对伸长量比较
拟设计浓度梯度：As(V)（μM）：0 , 1.5，2.5，4;As(III)（μM）：10，20，30。
每个处理下，每个品种10粒种子。
1）将水稻种子浸泡在水里，放入37度培养箱3天
2）种子露白后播种在含有0.5mM的CaCl2 清水中黑暗培养23天，当根长在20mm左右时，记下根长L0
3）24小时后，测量根长L1
4）将种子分别移至含浓度梯度砷的0.5mM的CaCl2 清水中进行胁迫处理，24小时测量根长L2
5）24小时后，测量根长L3
6）根长的相对伸长量按下列公式计算：
(L3L2)/(L1L0)
2. As(V)和As(III)胁迫下，W0和W31 根部砷积累量的比较
拟设计浓度梯度As(V) 10μM （同时在AsV 进行正常P处理和缺P处理）；
As(III) 10μM
时间梯度：1天（24h），3天(72h)
在生育期的第四周进行处理。
每个处理下，每个品种6棵苗
1.3.水稻品种的培育移苗
先将水稻种子用30％的次氯酸钠消毒15 分钟，用去离子水冲洗干净，后浸泡在去离子水中，置于37度生化培养箱中培养23天，直至水稻种子露白，期间至少每天换一次去离子水[12]。之后将露白的水稻种子置于尼龙网上，25度黑暗培养7天(保证根的生长)，后用去离子水置于光照培养室中培养。光照培养室条件如下：28℃/14h光照和20℃/10h黑暗，光照强度为260350umol/(m2 .s),相对湿度为60%70%之间进行培育[13]。待水稻叶片长到5公分时，将水稻苗进行移苗，移至4L的避光桶内，每盆每个品种移12棵苗，保证生长条件相同，然后用1／2 Kimura营养液培养，之后进行处理。
1.4样品分析测定方法
1.4.1 As(V)和As(III)胁迫下，根的相对伸长量比较溶液配制
砷处理后[As(V)（μM）:0 , 1.5,2.5,4; As(III) （μM）:10,20,30.]，其中As(V)母液浓度为12mM，同一个砷浓度处理所用桶的容积为3L,
所以 1.5 μM As(V) 所需要母液的体积为 V1=1.5/12*3mL=0.375mL
2.5 μM As(V) 所需要母液的体积为 V2=2.5/12*3mL=0.625mL
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