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随着农田Cd污染的不断加剧,Cd在土壤-作物-食物中的迁移已经对人类健康构成了严重的威胁,Cd已经成为已知的威胁最严重的农田污染物之一。Cd对植物的毒害作用以及植物对Cd的积累和耐性具有明显的种间和种内差异,而造成这些差异的机理尚未明确,限制了包括水稻在内的粮食作物的安全生产。谷胱甘肽转硫酶(GST)是一组具有多种生理功能的蛋白质,在机体有毒化合物的代谢、保护细胞免受急性毒性化学物质攻击中起到重要作用。相关研究发现,GST的活性与水稻对重金属离子毒害作用的抵抗能力有关。本研究通过一系列的水培试验,系统研究了水稻体内Cd的积累分配规律及其耐性机理和不同浓度Cd处理对不同品种水稻幼苗生长的影响,主要探讨Cd胁迫下水稻体内GST的活性变化与Cd胁迫之间的关系；并在此基础上对水稻体内的GST进行了分离、纯化和鉴定。主要研究结果如下：1明确了水稻品种耐Cd能力与体内分布的关系采用水培法对江苏地区10个水稻品种对Cd的吸收转运和耐性特点进行了比较。结果表明,不同水稻品种耐Cd能力和体内分布存在显著差异。特优559的地上部生长受Cd抑制最大,镇稻8号没有受到Cd处理的影响。扬辐粳7号的地上与地下部Cd浓度比(S／R)最大,而K优818的S/R值最低。按照水稻对Cd的耐性指数和S/R值进行聚类分析,将10个品种分为Cd转运多且耐性弱(特优559)、转运较少但耐性较弱、转运少且耐性较强(K优818)以及转运较多但耐性强4类。2水稻体内GST活性与Cd含量的关系GST是水稻解毒系统中的重要组成部分。在前期品种筛选试验的基础上,采用水培法研究了耐性不同的两种水稻(特优559和K优818)在不同程度Cd胁迫下体内GST活性的变化情况。在此基础上选择了遗传背景相似的两个粳稻品种N07-6和N07-63进行比较研究,因为N07-6和N07-63在相同浓度的Cd处理(5mg／L)下与特优559和K优818相比,其转移率更低,能将更多的Cd钝化在水稻根部。在不同程度的Cd胁迫下,品种N07-6根部的GST活性显著降低而品种N07-63根部的GST活性显著提高,两个品种之间差异显著。在50μmol·L-1Cd处理下品种N07-63根部GST活性是品种N07-6根部GST活性的2.57倍。Cd往地上部的转运在品种间也存在显著差异,N07-63的转移率显著低于N07-6。两组试验的结果均表明,Cd胁迫可使水稻根部的GST活性显著增加,K优818和N07-63两个水稻品种根部的GST活性与Cd胁迫存在明显的剂量-效应关系。说明水稻GST在Cd的解毒和钝化过程中发挥了重要的作用,GST可以控制水稻根部的Cd往地上部转运。但其应答机制存在着一定的基因型差异,这可能与不同水稻品种GST同功酶的组成、表达和功能不同有关。3水稻GST的初步纯化与表征我们将水稻地上部和根部提取液经过硫酸铵沉淀、脱盐、分子筛层析和亲和层析等一系列纯化步骤后,通过质谱鉴定电泳中的蛋白条带,将其与蛋白数据库比对,发现Cd胁迫下水稻根部样品的提取液经过亲和层析后的洗脱液中的一个蛋白条带是GSTU6,它是一种GST同功酶,其分子量为25697Da,这种同功酶是在Cd胁迫下水稻的根部表达的,说明该酶可能与水稻根部对Cd的解毒有关。