编辑推荐：
镉（Cd）污染威胁食品安全，研究人员开展了关于镧（La）对水稻生长及镉积累影响的研究。发现抽穗期施 La 可使水稻增产 24.6%、降镉 60.5% ，通过调控相关基因实现。这为安全水稻生产提供了重要依据。
在人们越来越关注食品安全的当下，镉污染却像一个隐藏的 “杀手”，悄悄威胁着大众的健康。镉是一种 I 类致癌物，它悄无声息地潜入水稻的根系，在水稻可食用部分大量堆积。要知道，水稻可是约 20 亿亚洲人的主食，这些地区人群每天从米饭中摄入的镉达 20 - 40μg。在中国，大米镉含量的安全阈值设定为 0.2mg/kg-1 ，但在镉污染地区，56% - 87% 的水稻样本却超标了。这一现状，无疑给科研人员敲响了警钟，如何降低水稻中的镉含量，成了亟待攻克的难题。
稀土元素中的镧（La），因其与镉离子半径相似，在农业领域展现出了独特的潜力。此前研究发现，镧不仅能促进植物生长，还能减轻镉对一些作物的毒性，抑制镉积累。但水稻和其他作物生理特性差异大，镧对水稻镉积累的影响尚不明确。
为了解开这些谜团，研究人员开启了一场探索之旅。他们通过水培和盆栽实验，在镉胁迫环境下种植水稻，观察镧对水稻生长和镉积累的影响，探寻施镧的最佳时期，以及研究镧降低水稻镉含量与相关转运蛋白基因表达之间的关系。
研究结果令人眼前一亮。盆栽实验中，抽穗期施镧效果最为显著。相比单独镉处理，这一时期施镧使水稻籽粒干重增加了 24.6%，籽粒镉含量降低了 60.5%。同时，镧提高了镉的转移指数（TFIN2 - N1），降低了 TFN1 - IN1 ，让更多镉留在了 N1 部位。在水培实验中，低剂量镧既能抑制镉积累，又能保障水稻生长。进一步研究发现，镧处理显著降低了根细胞液和木质部汁液中的镉水平，还下调了根系中关键镉转运蛋白基因如 OsNramp5、OsNramp1、OsIRT1、OsHMA2，以及节间中 OsZIP7 的表达。
这些研究成果意义重大，发表在《Environmental Pollution》上。它表明抽穗期施镧是降低水稻籽粒镉积累、提高产量的有效策略，为保障粮食安全提供了新的思路和方法。
研究人员主要采用了盆栽实验和水培实验两种技术方法。盆栽实验模拟自然生长环境，研究不同生长阶段施镧对水稻生长性能和镉积累的影响；水培实验则通过精准控制环境因素，进一步探究低剂量镧对水稻生长和镉积累的作用。实验选用 “潭两优 83” 水稻品种，从种子处理到幼苗培育，再到不同处理条件下的种植观察，为研究提供了可靠的数据支撑。
水稻在镉暴露下的生长表现
通过盆栽实验对比发现，在分蘖期、孕穗期和抽穗期施镧，都能显著促进水稻籽粒干重增加。其中，抽穗期施镧效果最佳，籽粒干重提升明显，而不同阶段施镧对植株高度、地上部干重和根系干重没有显著影响。
不同部位镉浓度
研究观察了不同生长阶段施镧对水稻根、茎、叶、穗、壳和籽粒中镉积累的影响，虽然文中未详细阐述这部分结果，但可以推测这些数据为分析镉在水稻体内的转运和积累规律提供了重要依据。
讨论
已有研究表明镧能保护植物免受镉毒性影响，本研究也证实了这一点。镧处理缓解了镉对水稻的毒性症状，这进一步说明镧在调控水稻镉积累方面具有积极作用，与之前在其他作物上的研究结果相互印证，也为本次研究结论提供了更广泛的理论支持。
结论
抽穗期施镧有效降低了水稻籽粒镉积累，提高了产量。通过调节镉的转移指数，使镉更多地留在 N1 部位，同时降低根细胞液和木质部汁液中的镉水平，下调关键镉转运蛋白基因表达，揭示了镧调控水稻镉积累的分子机制，为农业生产中减少水稻镉污染、保障粮食安全提供了关键的理论和实践依据。这一研究成果为后续的农业生产实践和相关科研工作指明了方向，有望推动低镉水稻品种培育和污染土壤修复技术的发展，让人们能够吃上更安全、更健康的大米。
