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镉元素已成为人类食物的潜在威胁,在水稻中极易被吸收和转运。镉的吸收和运输高度依赖于植物生长环境中的pH值。pH值是影响Cd植物生物利用度的关键变量。该水培实验设置了5个pH值（3.5、5.0、6.0、7.0和8.0）和三个Cd浓度（0、0.5和2.0μM CdCl2）来调查其对两个品种（YK17和XZY）幼苗Cd积累的影响。采用qRT-PCR技术对水稻植株的茎和根进行检测,了解不同金属转运体在不同pH水平下对Cd吸收和转运的影响。本研究的主要结果如下:1.随着PH值从0.0到2.0μM的增加,镉元素在水稻幼苗的根和地上部分的积累速率也相应的增加。两个品种的耐受性指数%（Ti）也表明,与低（0.5μM）Cd浓度相比,两种栽培品种在高Cd（2.0μM）中的能力显着降低。随着培养基pH从3.5增加到6.0,根和茎中的Cd含量增加,但当pH达到7.0和8.0时,植物的Cd含量降低。除了在2.0μM Cd的XZY幼苗的根之外,其在pH7.0处发生最高的Cd积累,其余两个品种的每个Cd水平下,pH 6.0时Cd积累达到最高水平。在给定的Cd胁迫水平下,ZJZ17幼苗的积累倾向于比XZY幼苗积累更少的Cd,包括根和地上部分,且两种品种根系Cd含量和生物富集因子（BCF）均高于地上部位的。2.当营养液的pH值从3.5升高到6.0时,Cd诱导两个品种在根和地上部位的OsNRAMP1基因的表达,当pH进一步上升到7.0和8.0时,Cd抑制两个品种在根和地上部位的OsNRAMP1基因的表达。但XZY幼苗的根中的OsNRAMP1基因在2.0μM Cd下的相对表达量在pH 7.0时的达到峰值。尽管XZY幼苗根部的OsHMA2基因无论在0.5或2.0μM Cd胁迫下的相对表达量均随pH值从3.5升高到7.0时逐渐增加。OsHMA2基因在Cd胁迫下的相对表达模式与OsNRAMP1基因相似。一般来说,在给定的pH/Cd环境下,水稻品种XZY中OsNRAMP1和OsHMA2是相对表达量都高于ZJZ17。3.锌的含量在很大程度上不受培养基中镉浓度的影响。在不同镉浓度下,地上部和根的锌含量分别在pH 6.0和7.0最高。然而,结果表明,外部Cd浓度特别是在2.0μM Cd的浓度中,Fe的转运受到抑制。在0.5和2.0μM Cd胁迫下,两品种地上部位铁元素的积累呈V型趋势,并且在pH值6.0时铁含量最低。ZJZ17根部铁含量在0.0或0.5μM CdCl2胁迫下的最高量在pH值7.0,而在2.0μM Cd胁迫下的峰值在pH值8.0;但XZY根部铁含量在0.0或0.5μM CdCl2胁迫下的最高量在pH值6.0。4.水稻幼苗中这两种元素积累和转移的主要基因是OsZIP5和OsYSL15。OsZIP5在不同Cd的浓度胁迫下的相对表达量均在pH 6.0时达到峰值。然而,OsYSL15基因0.5或2.0μM Cd胁迫下的转录水平在pH值6.0时最低。在根中,OsYSL15的转录模式与两个品种根中铁的摄取一致。。5.培养基中Cd浓度及其pH值对两个品种幼苗生长均有显著影响。株高、根长度以及地上部分和根的干重与鲜重在不同pH水平下随Cd浓度（0-2.0μM Cd）的增加而减少。与Cd不同,当培养基pH值由3.5提高到6.0时,幼苗生长受到抑制,相反,当pH值由7.0提高到8.0时,幼苗生长速度反而加快。各性状在pH 6.0时表现最差。6不同浓度（0.5μM和2.0μM）的Cd胁迫均能显著影响这两个品种的叶绿素含量（SPAD）。当pH值在不同浓度Cd胁迫下呈v型变化时,两种水稻品种的叶绿素含量SPAD在pH 6.0时最低。7综上所述,了解水稻对Cd的吸收和转运机制是培育低镉水稻品种的关键,而揭示镉对pH的响应机制也是了解水稻Cd吸收转和运行机制的关键组成部分。通过鉴定三种Cd浓度和五种pH值处理对水稻幼苗的影响,证实了这两种因素对两个水稻品种的生长均有影响。随着外源镉浓度的增加,植物体内镉的积累量也随之增加。OsNRAMP1和OsHMA2基因的上调导致水稻对Cd的积累在培养基时接近中性（pH 6.0）至中性（pH 7.0）时最高。结果表明,在Cd胁迫下,ZJZ17品种无论在低或高pH条件下均比品种XZY的生长效果最好。如果植物在营养部位积累的镉量较低,那么转移到水稻籽粒中的镉也会比较少。由于其他因素对pH条件的影响,在不同pH水平的水培条件下栽培水稻直至成熟是相当困难的。因此,石灰或硫磺施用技术可以更好地管理镉污染土壤的pH值,从而在低或高pH值下获得更少的镉污染颗粒。因此,该研究结果将有助于降低水稻营养生长期的镉污染,并对水稻对镉的吸收和转运机制有一个深入的了解,而通过调控水稻生长土壤的pH值来限制水稻籽粒中镉的积累将是一个潜在的途径。