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当前,由重金属镉(Cd)造成的耕地污染日益严重。水稻作为我国主要粮食作物,其籽粒对Cd的积累能力较强,稻田土壤Cd污染不仅影响水稻的产量和品质,还将通过食物链进入人体,威胁人体健康。降低水稻籽粒Cd含量已成为保障粮食安全的重要课题。本研究以1个水稻Cd低积累恢复系材料雅恢2816为父本,与8个不育系材料创制杂交组合,结合土培盆栽和大田试验分析Cd胁迫下水稻亲本及其杂交组合成熟期Cd积累特征,并基于Cd污染农田利用优势组合构建的F2群体对Cd积累相关性状进行QTL定位,主要研究结果如下:(1)盆栽条件下,8个杂交组合的整株生物量在高浓度Cd处理下较双亲降幅更低,且在不同浓度Cd处理下均显著高于双亲。水稻两亲本及其杂交组合各器官Cd含量均表现为根>茎>叶>穗,且随Cd处理浓度提高而显著增加。其中,根系和穗部Cd含量在材料间差异较大。杂交后各组合将Cd由根系向地上部及籽粒转运的能力降低,根系Cd含量分配比例为双亲的1.16～1.39倍,而穗部Cd含量仅为双亲的29.24%～50.59%,糙米Cd含量均显著低于恢复系亲本。当Cd处理浓度为1 mg kg-1和2 mg kg-1时,所有杂交组合糙米Cd含量均小于0.4 mg kg-1,其中组合泸98A/雅恢2816、5406A/雅恢2816和C268A/雅恢2816与恢复系亲本相比降幅最大,符合我国食品安全国家标准(<0.2 mg kg-1),且在Cd全量1.92 mg kg-1的污染农田土壤上仍具有安全生产潜力。(2)不同浓度Cd处理下,杂交组合根系、叶片和穗部生物量整体均值显著高于双亲,中亲优势和超亲优势总体均值均为正值,以根系最为突出,分别达92.15%～119.09%和64.26%～92.22%,而茎秆生物量与双亲相比有所降低,超亲优势以负值为主。杂交组合各器官Cd含量均表现出不同程度的杂种负优势,以穗部最为明显,中亲优势和超亲优势分别为-23.10%～-39.22%和-27.57～-51.75%。不同浓度Cd处理下,杂交组合糙米Cd含量的超亲优势总体均值均为负值,以组合泸98A/雅恢816、5406A/雅恢2816和C268A/雅恢2816表现最好,较恢复系亲本分别降低了24.75%～40.67%、22.83%～36.43%和 19.73%～36.08%。对 3 个优势组合构建的 F2 群体糙米Cd含量进行数量遗传分析,在群体泸98A/雅恢816和C268A/雅恢2816中均以2对主基因加性-显性-上位性遗传模型最优,各基因效应中以加性效应占主导地位,主基因遗传率达50%以上,在世代间能够稳定遗传。(3)利用F2群体C268A/雅恢2816构建了覆盖了水稻12条染色体包含1132个SNP分子标记的遗传连锁图谱,总图距为1596.94cM,相邻标记间平均距离为1.45 cM。在Cd全量为1.92 mg kg-1的农田土壤上,共检测到61个控制Cd积累相关性状的位点,以生物量、Cd含量、Cd积累量、转移系数和籽粒转移系数为指标分别检测到18、19、19、5个,其中定位于2、6、7、9号染色体上的QTL数目达50%以上。在检测到的位点中,1个控制根系Cd含量和1个控制茎秆Cd积累量的QTLqRCdC-8和qSCdA-6贡献率分别为11.55%和10.09%,其余位点贡献率均小于10%。2个位于7号染色体上控制糙米Cd积累量的QTL qBCA-7-1和qBCdA-7-2分别与控制叶片Cd积累量的QTLqLCdA-7以及控制根系Cd积累量和籽粒转移系数的QTLqRCdA-7和qTCS-B-7区间重叠。位于5、11、12号染色体上检测到的控制糙米Cd含量的QTL qBCdC-5、qBCdC-10、qBCdC-11分别与控制根系生物量、穗部生物量和籽粒转移系数的QTLqRB-5、qRB-11、qTCS-B-12区间重叠,位于9号染色体上控制糙米Cd含量的QTLqBCdC-9定位区间与控制根系Cd积累量的QTLqRCdA-9一致。