水稻是最重要的粮食作物之一,全球约有一半以上人口将稻米作为主食。然而,随着土壤重金属镉污染加剧,使得稻米镉含量超标的问题日益严重。镉元素在人体内的代谢半衰期较长且具有很强的生物毒性,它通过食物链进入人体后会直接威胁人们的健康。因此,研究镉元素在水稻体内吸收和转运的机制,对培育低镉积累的优质水稻品种来说具有重要意义。在本研究中,我们对水稻镉积累相关基因OsHMD1进行功能研究,主要结果如下:1.RT-qPCR结果显示,OsHMD1在水稻不同生育时期的各个组织中均有表达。GUS染色结果表明,OsHMD1Pro:GUS在水稻根部的中柱、内皮层和厚壁组织以及叶片的木质部附近薄壁细胞中表达。OsHMD1在镉胁迫处理下受到诱导表达,而在高浓度铁、锰和锌的胁迫处理下表达量不受影响。2.在镉胁迫处理下,突变体和超量表达植株与野生型相比均没有显著的表型差异（包括株高、根长、不定根数和生物重）。在镉浓度梯度处理下,oshmd1突变体植株与野生型相比根部和地上部的镉浓度均显著增加。进一步研究发现,oshmd1突变体植株木质部伤流液的镉浓度也显著增加。这些结果表明,OsHMD1影响了水稻根部和地上部镉的积累。3.与野生型相比,oshmd1突变体植株成熟期叶片与叶鞘中的镉浓度显著降低,而节点与节间中的镉浓度显著增加。这些结果表明,OsHMD1影响镉在地上部组织的分配。4.在酵母镉敏感突变体Δycf1中,异源表达OsHMD1提高了酵母对镉的耐受性。元素含量测定分析显示,异源表达OsHMD1降低了酵母细胞的镉浓度。综上所述,我们的研究结果表明,OsHMD1可以促进镉元素在水稻根部和地上部的积累以及影响镉在地上部组织中的分配。