水稻（Oryza sativa L.）是全世界最重要的粮食作物之一。水稻离子组包括其体内全部大量和微量矿质元素,各种矿质元素在植物生长发育过程中起到至关重要的作用。本课题研究了水稻不同组织器官各种元素的分布及吸收转运特点,并且筛选出一些在特定组织高表达的基因作为候选基因。本研究在533份具有广泛遗传变异的种质材料中挑选30份代表性材料,在水稻发育的三个不同时期,完成了对每个品种12个组织的取样工作,并测定了16种矿质元素的浓度。此外,还取了抽穗期材料的剑叶、第一节点以及根样作为RNA-seq样品,完成转录组的测序。通过分析得到以下结果:1.大部分有毒元素被根吸收以后,滞留在根里,很少一部分转移到地上部,比如:Cd、As、Pb、Cr、Cu等。2.通过分析元素在水稻各个组织的分布特点,发现水稻不同组织的离子组存在较大的变异,根、节点、剑叶是积累元素的三个重要组织,这与每个元素的转运分配机制有关。Cd、As、Fe、Cu、Zn、Co六种元素主要分布在根和节点中;Mg、Ca、Mn、B五种元素主要积累在节点和叶片部位;Mo元素在根、节点、叶片部位都有积累;K、Na两种元素主要积累在节点和节间;Pb主要积累在根和叶片中。元素的这种分布特点说明水稻吸收矿质营养时,水稻自身存在使重金属离子元素滞留在根部及叶片中,有益元素分布到籽粒及地上部组织的潜力。3.离子组可解释元素之间的相关性,水稻各组织元素之间存在不同的相关性。PCA（Principal components analysis,PCA）分析发现Cd、Zn、Cu、Mn呈现密切相关,As、B、Al、Ca呈现密切相关。4.水稻不同组织的离子组成分也存在相关性。PCA分析表明,不同类型组织的离子组差异较大,其中节点离子组成分与其他组织相比差异较大,说明节点是水稻中元素转移分配的枢纽。5.利用三个组织的RNA-seq数据,筛选出了在每个组织高表达的与矿质元素转运相关的基因、在特定组织特异性高表达的基因以及自然种植资源中具有显著性差异表达的基因。这些基因可作为候选基因,为进一步研究离子组的转运机制提供基础。