水稻籽粒镉积累的自然变异及分子机制探究

发布时间：2025-01-03 22:21

　　镉（Cadmium,Cd）是一种重金属元素,不仅会影响植物的生长发育,还能通过食物链进入人体,对人的健康造成威胁。不同水稻品种的籽粒镉浓度存在明显差异,这种差异与镉从根向地上部的转移能力有关。Os HMA3编码位于水稻根部液泡膜的镉转运蛋白,负责将镉转运到液泡从而限制镉向地上部的转移。已知Os HMA3存在2个弱功能单倍型,它们分别在80位（精氨酸替换为组氨酸）和380位（丝氨酸替换为精氨酸）处发生了自然变异,这导致Os HMA3限制镉向水稻地上部转运的能力减弱,最终引起水稻籽粒的高镉积累。本研究从水稻种质资源出发,综合分析了Os HMA3在水稻自然群体中的变异频率及分布特点,并结合正向遗传学和分子生物学手段定位及克隆了一个导致水稻籽粒镉高积累的新的Os HMA3等位变异单倍型。主要研究结果如下:1. 通过水培试验,测定了529个水稻品种在含0.5μmol/L Cd营养液中生长后的根和地上部镉浓度,并分析了它们从根部到地上部的镉转移率（地上部镉浓度/根部镉浓度）。结果发现,尽管不同水稻品种间的镉转移率存在广泛差异,但普遍小于0.16,仅有11个品种显示出极高的Cd转移率（>0.2）...

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【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1.非吸烟人群摄入镉的来源(Clemensetal2013)

华中农业大学2020届硕士研究生学位（毕业）论文21.2文献综述1.2.1镉污染的研究概况1.2.1.1人体内镉摄入的途径和危害1817年，科学家从碳酸锌和氧化锌中发现了一种新元素，根据拉丁文cadmia（菱锌矿）命名为cadmium，元素符号定为Cd。镉被发现以来，被广泛应用于....

图2.镉的生物地球化学循环(SebastianandPrasad2013)

水稻籽粒镉积累的自然变异及分子机制探究3对于以大米为主食亚洲人来说，大米是人们日常饮食中的重要来源，相关调查显示，韩国和日本人每天从大米中会摄取20μg-40μg的镉，可以占到每天食物中镉摄入总量的40%-50%(Chengetal2006,JarupandAkesson2009....

图3.水稻中克隆的镉胁迫相关基因在水稻染色体中的位置(Chenetal2019)

水稻籽粒镉积累的自然变异及分子机制探究9图3.水稻中克隆的镉胁迫相关基因在水稻染色体中的位置(Chenetal2019)Figure3.Positionsofclonedcadmiumstress-relatedgenesinricechromosomes.(Chenetal20....

图4.镉从土壤运输到水稻籽粒的示意图(Lietal2017)

，水稻从土壤中吸收矿质元素需要根部外皮层和内皮层转运蛋白的协助，在已报道的水稻根部镉转运蛋白中，天然抗性巨噬细胞蛋白家族的OsNramp5起主要作用，OsNramp5定位于水稻根部外皮层和内皮层，负责将镉从土壤运输到根部(Sasakietal2016)。此外，也有研究指出镉也可以....

本文编号：4022469