一种降低水稻幼苗叶片镉含量的方法及水稻幼苗培养液的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于重金属污染修复领域，设及一种降低水稻幼苗叶片儒含量的方法及水 稻幼苗培养液。
【背景技术】
[0002] 人类对重金属矿产资源和化石燃料的大规模开发利用，W及含重金属农药、化肥 的大量使用造成农田±壤〔(1等重金属元素含量快速增加。±壤中Cd具有较强的迁移性，且 易于通过食物链在人体器官中累积，最终对人体健康造成危害。全球约有30亿人口 W水稻 为主食，其中中国既是水稻主产国，也是大米的主要消费国之一，全国W稻米为主食人口比 例达60% W上，稻田重金属Cd污染修复与稻米Cd含量控制成为近年来国内外一大研究热 点。
[0003] 铁膜是水生植物适应环境胁迫重要机制之一。淹水条件下，根际±壤中大量的化2 +、Mn2+等还原性金属元素被来自水稻根系通气组织分泌的氧气氧化而形成一层覆盖在水稻 根表及根质外体上的铁、儘氧化物胶膜，即铁膜。铁氧化膜具有典型两性胶体特征，能够通 过吸附和共沉淀等物理化学作用影响金属离子在±壤中的化学行为和生物毒性，因而根表 铁膜对植物吸收和转运Cd等重金属的影响研究受到了广泛的关注。重金属元素对植物组织 的伤害主要由其产生的活性氧(R0S)水平决定，而抗氧化酶系统能够有效地清除重金属胁 迫下植物体内产生的大量自由基和过氧化物，在调控活性氧含量中起着关键作用。然而添 加外源化和Μη对根表铁膜形成及其对植物生长和生理影响相关研究不多。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的在于克服现有主要粮食作物水稻重金属Cd累积调控技术的不足之 处，提供一种降低水稻地上部Cd含量的方法及水稻培养液配方，添加一定浓度外源Fe和Μη 能够显著增加水稻根表铁膜形成;添加外源Fe能够通过显著降低水稻幼苗叶片Cd与R0S含 量，减少Cd从根部向地上部转运，缓解水稻幼苗Cd毒害。
[0005] 本发明实现目的的技术方案是：
[0006] -种降低水稻幼苗叶片儒含量的方法，
[0007] (1)水稻品种为"扬稻6号"，挑选巧粒饱满的水稻种子用3 %的化CIO消毒15min，后 用去离子水清洗5~6次；
[000引间将表面消毒后种子播种到W赔石作为基质的穴盘中，置于人工气候室培养1-2 周；
[0009] 间选取大小均一的四叶期水稻幼苗移栽至盛有营养液的黑色PVC培养罐，适应性 培养1-2周后进行试验处理，每盆种植2株水稻苗，每周换营养液一次，水培用营养液微量元 素配方如下表所示：
[0010]
[00川 （4胳养条件为：日光照时长为14h，黑夜时长1化，白昼时段溫度为26±2°C，黑夜时 段溫度为20 ± 2°C，湿度为60 % -70 %。
[001^ 而且，所述营养液Fe终浓度为4mg · L-i;Mn终浓度为Img · L-1。
[0013] 本发明的优点和积极效果是：
[0014] 本发明采用添加外源Fe使得水稻幼苗根表铁膜Fe含量显著增加（114.9%)，而Μη 和Cd含量显著降低55.2%和42.4% (ρ<0.05);添加外源Μη使得铁膜中Μη含量显著增加 (180.1%)，与此同时Cd含量显著降低18.0%。
[0015] 添加外源Fe使得水稻幼苗根部Cd含量无显著性变化，而地上部Cd含量显著降低； 添加外源Μη使得根部Cd含量显著增加，而地上部Cd含量无显著性变化。外源化和Μη处理使 得Cd从铁膜向根系转运系数显著升高，而添加外源Fe使得根系向地上部Cd转运系数显著降 低，同时添加 Μη使得铁膜向地上部Cd转运系数显著升高(p<0.05)。
[0016] 添加外源化能够显著降低水稻幼苗叶片中R0S含量，缓解Cd胁迫产生R0S对水稻幼 苗毒害;而添加外源Μη使得叶片中R0S含量显著增加，同时GST活性显著增加。
[0017] 显著增加水稻幼苗根部和地上部生物量。
[001引添加一定浓度外源化和Μη能够显著增加水稻根表铁膜形成;添加外源化能够通过 显著降低水稻幼苗叶片Cd与R0S含量，减少Cd从根部向地上部转运，缓解水稻幼苗Cd毒害。
[0019] 本发明通过探讨外源Fe和Μη对水稻幼苗根表铁膜形成及其对Cd吸收转运和水稻 幼苗抗氧化酶活性影响，为水稻根表铁膜研究及Cd污染农田水稻的安全生产提供新思路。
【附图说明】
[0020] 图1为不同处理水稻幼苗根部与地上部生物量变化，图中不同小写字母表示各处 理间差异显著(P<〇.〇5);
[0021] 图2为不同处理水稻幼苗根部与地上部Cd含量变化，图中不同小写字母表示各处 理间差异显著(P<〇.〇5)。
【具体实施方式】
[0022] 下面通过具体的实施方案叙述本发明方法。除非特别说明，本发明中所用的技术 手段均为本领域技术人员所公知的方法。另外，实施方案应理解为说明性的，而非限制本发 明的范围，本发明的实质和范围仅由权利要求书所限定。对于本领域技术人员而言，在不背 离本发明实质和范围的前提下，对运些实施方案中的物料成分和用量进行的各种改变或改 动也属于本发明的保护范围。
[0023] 本发明采用水培试验，研究添加外源Fe(FeS化· 7此0)和Mn(MnS〇4 ·出0)对水稻幼 苗根表铁膜形成，抗氧化酶活性及Cd吸收转运的影响。人工气候室培养3周后，收获样品分 别测定水稻根表铁膜中Fe、Mn和Cd含量及根部和地上部Cd含量，采用酶联免疫法测定水稻 幼苗叶片活性氧(R0S)含量和抗氧化酶活性。
[0024] -种添加化、Μη微量元素促进水稻生长抑制Cd吸收转运的方法，具体步骤如下：
[0025] (1)本发明供试水稻品种为"扬稻6号"，挑选巧粒饱满的水稻种子用3%的化CIO消 毒15min，后用去离子水清洗5~6次，
[0026] 间将表面消毒后种子播种到W赔石作为基质的穴盘中，置于人工气候室培养2周。
[0027] 间选取大小均一的四叶期水稻幼苗移栽至盛有1L营养液（1/2强度）的黑色PVC培 养罐（高14cm X底部直径11cm)适应性培养1周后进行试验处理，每盆种植2株水稻苗，每周 换营养液一次。试验用FeS〇4 · 7此0与MnS〇4 ·此0等试剂购自国药集团化学试剂有限公司。 供试水稻幼苗采用自制黑色PVC培养罐培养。水培用营养液微量元素配方如下表所示：
[0028] 水稻基础培养液微量元素含量表
[0029]
[0030] 一、试验处理
[0031] 水培条件下，
[0032] (1)添加外源化(FeS化· 7出0)使得水培液化终浓度为4mg · [1;
[0033] 间添加外源Mn(MnS〇4 ·出0)使得水培液Μη终浓度为Img · [1;
[0034] 间无添加对照组。每个处理设5个重复。上述处理置于人工气候室培养3周后收样。 培养条件为：日光照时长为1地，黑夜时长lOh，白昼时段溫度为26 ± 2°C，黑夜时段溫度为20 ±2°(3，湿度为60%-70%。
[00巧]二、测定项目及方法
[0036] 1、水稻地上与地下部Cd含量测定
[0037] 将人工气候室水培条件下培养3周的水稻幼苗，取0.2g左右叶片鲜样，液氮速冻后 转移至-80°C冰箱低溫保存待用。沿茎基部将水稻幼苗地上部和根系分开，用去离子水冲洗 地上部3次，根系浸泡入5mmol · L-1邸ΤΑ溶液中15min，W去除根表附着Cd，然后去离子水冲 洗5次，分别将地上部与地下部水稻样品装入纸袋，75°C杀青，65°C烘干至恒重待用。然后将 上述水稻幼苗根部和地上部茎叶分别磨碎，称取〇.25g左右混匀后的样品，加入硝酸15ml， 摇匀静置6~化，然后放置于莱伯泰科的消解仪(DigiBlock ED54)80°C1.化，120°C1.化， 150°C化，摘掉消解管盖子175°C赶酸至<lm