土壤镉（Cd）污染已成为世界范围威胁作物品质和食用安全的主要逆境之一。近年来,我国多地发生稻米Cd超标事件,对我国人民身体健康造成了严重的威胁,因此培育低Cd积累水稻品种成为我国水稻安全生产的重要工作内容。土壤中的有效态Cd进入植物细胞并最终在水稻籽粒中积累主要涉及三个关键的生理过程:根系吸收、木质部上载以及韧皮部卸载。目前,水稻Cd吸收、运输、分配乃至在籽粒中的积累等过程已获得较为清晰的认识,取得了诸多成果,并鉴定到Os Nramp1、Os Nramp5、Os HMA2等一批重要参与Cd²⁺跨膜运输的转运蛋白基因。但是,有关水稻Cd吸收和转运生理调控机制方面的认知仍稍显不足。因此,本研究以Cd低积累水稻品种秀水09为试验材料,通过溶液培养的方式,利用无损伤微电极离子流检测技术（MIFE）,实时监测了不同阴离子背景、p H值以及钙（Ca）和钾（K）浓度对50μM Cd²⁺处理条件下水稻Cd含量、Cd²⁺离子流、Cd转运蛋白基因表达量以及水稻植株生长和干物质积累的影响。获得的主要结果如下:（1）水稻根系在硝酸根（NO3-）背景下的Cd含量和Cd²⁺离子流显著高于氯离子（Cl-）和硫酸根（SO42-）背景;而且在NO3-背景下水稻根系对Cd具有更强的亲和力,从而促进水稻根系对Cd的吸收。（2）环境中的p H值变化显著影响水稻根系对Cd的吸收,其关键在于p H值对水稻根系P型ATPase活性的调控;而且水稻根系存在Cd吸收的最适p H值范围,即在5.5-6.5的弱酸性条件下水稻根系对Cd的吸收能力最高。（3）环境中Ca浓度的变化对水稻Cd的吸收和转运均具有显著的调控作用,Ca²⁺除与Cd²⁺竞争水稻根系钙离子通道（如:非选择性阳离子通道NSCCs、电压门控钙离子通道VDCCs、超极化激活钙离子通道HACCs）进行跨膜运输外,亦可调控Os Nramp1和Os Nramp5基因的表达水平从而影响水稻根系对Cd的吸收;此外,Ca可通过调控Os HMA2基因的表达水平从而影响水稻根系中Cd的木质部上载,从而影响Cd从根系向地上部的转运。（4）环境中K浓度的变化亦可显著改变水稻对Cd的吸收和转运,K可能通过调控Os Nramp1基因的表达量来影响水稻根系对Cd的吸收,但其对水稻中Cd的转运与Os HMA2基因表达水平可能无直接联系。另外,K浓度变化对水稻Cd吸收和转运影响因水稻生长发育时期的不同而有所差异。以上结果表明,根际阴离子背景、p H值以及Ca和K的浓度对水稻的Cd吸收和转运均可产生显著的影响,可将这些根际因子应用于低Cd水稻种植调控技术的研发,以保障水稻的安全生产。