水稻中砷的賦存形態(tài)和轉(zhuǎn)運規(guī)律的研究.pdf

1、水稻是我國最主要的糧食作物，保障稻米的安全尤為重要，而重金屬砷(As)污染是目前稻米中存在的主要質(zhì)量安全問題。由于不同砷形態(tài)的毒性存在較大的差異，評價稻米中砷的安全限量不僅要考察總砷和無機砷的含量，還要綜合考慮稻米中也具有一定毒性的有機砷形態(tài)含量。近幾年來，針對水稻中砷形態(tài)吸收、代謝規(guī)律的研究工作越來越多，并取得了一定的成果。但其研究多集中在水稻成熟的籽粒中或針對幼苗中As的積累研究，有關(guān)水稻籽粒形成過程中砷的積累規(guī)律及不同砷形態(tài)脅迫下

2、水稻中巰基化合物的分析研究，國內(nèi)外報道較少。本文以日本晴、93-11兩個典型的水稻品種為實驗材料，對不同砷形態(tài)處理下水稻籽粒形成時期，籽粒中砷形態(tài)的含量及積累規(guī)律進行分析，結(jié)合對不同砷形態(tài)脅迫下水稻中巰基化合物的分析鑒定，進而探討水稻中As的耐性機制。研究結(jié)果如下:
　　1.建立了稻米中砷酸根[As(Ⅴ)]、亞砷酸根[As(Ⅲ)]、砷甜菜堿(AsB)、一甲基砷(MMA)和二甲基砷(DMA)等5種As形態(tài)的檢測方法。采用0.3 mo

3、l/L的硝酸水溶液于石墨消解儀中95℃下消解1.5 h，利用陰離子交換色譜柱IonPac AS19分離，結(jié)合ICP-MS的高靈敏度進行檢測，該方法便捷、靈敏度高、耐用性強，解決了目前對稻米中5種As形態(tài)提取效率低、各形態(tài)間易轉(zhuǎn)化的難題。
　　2.籽粒形成時期，As(Ⅲ)和As(Ⅴ)的處理下，籽粒中的砷形態(tài)都是以As(Ⅲ)為主，而DMA處理下，籽粒中的DMA積累量占總砷的90％。在DMA、As(Ⅲ)和As(Ⅴ)的混合砷形態(tài)處理下，籽

4、粒中DMA的積累量顯著高于其他形態(tài)，且其積累與處理時間顯著正相關(guān)。顯然，與無機砷相比DMA更容易積累在籽粒中?？傮w上來看As在水稻植株空間上的分配規(guī)律表現(xiàn)為:根＞莖、葉＞殼＞籽粒，根是滯留亞砷酸的主要部位。
　　3.木質(zhì)部和韌皮部傷流中As的形態(tài)基本取決于供應(yīng)的As形態(tài)，在同濃度的混合砷形態(tài)處理下，兩個品種的木質(zhì)部和韌皮部傷流中砷的含量表現(xiàn)為:DMA＞As(Ⅲ)＞As(Ⅴ)，其中DMA的含量占總砷含量的48％～65％。從各組織到籽

5、粒中，As(Ⅲ)和As(Ⅴ)的轉(zhuǎn)移系數(shù)都小于1，而DMA都大于1。此外，在各砷形態(tài)同濃度的處理下，相比水稻的其他器官，劍葉對DMA、As(Ⅲ)和As(Ⅴ)的積累量相差不大，但是DMA從劍葉到籽粒的轉(zhuǎn)移系數(shù)顯著大于無機砷。因此，水稻可以通過韌皮部將DMA高效的卸載到籽粒中。
　　4.水稻幼苗在As(Ⅲ)和DMA的脅迫下，根和葉中都有GSH、PC2、PC3和PC4的產(chǎn)生。在低濃度的砷處理下，根中產(chǎn)生的GSH要低于葉，隨著處理濃度的增加