水稻是我国的主要粮食作物之一。但是随着城市化、工业化以及农业化发展迅速,废水废气废物的排放不断增加,使土壤镉污染加剧,稻米镉超标事件时有发生,对人类健康产生了潜在威胁。研究新型抑制剂是降低稻米中镉含量的有效方法。本研究以当前推广的水稻品种为材料,通过田间试验比较苹果酸、柠檬酸、色氨酸调控水稻镉离子吸收转运的效果;结合离体叶片实验和幼苗试验,对色氨酸调控水稻镉离子吸收转运特性的机理进行了探讨。主要结果如下:1、在水稻开花期喷施苹果酸、柠檬酸和色氨酸均会降低水稻各器官内的镉含量,苹果酸和柠檬酸的降镉效果比色氨酸更加明显。喷施2 mM的苹果酸能显著抑制稻米、穗轴穗颈和旗叶中的镉含量,其中籽粒镉含量下降了76.49%,降镉效果最明显;柠檬酸浓度达到5 mM时就能产生最大抑制效果,其中籽粒镉含量下降83.51%;叶面喷施色氨酸之后,水稻各器官镉含量同样下降,但是效果不如柠檬酸和苹果酸显著。2、喷施苹果酸、柠檬酸和色氨酸对必需元素的转运和积累也有显著影响。喷施2 mM苹果酸、5 mM柠檬酸和0.01 mM色氨酸之后,能显著增加水稻各器官中的Fe含量;籽粒和穗轴中的Mn、Ca和Zn含量明显下降。这说明苹果酸、柠檬酸和色氨酸可能是通过调控Fe、Ca、Mn、Zn等必需元素的转运来间接地抑制Cd在水稻体内的转运。3、在1.1 mg/L的镉胁迫环境中,高积累水稻与低积累水稻的离体叶片中Cd积累量在11小时左右差值达到最大。低积累品种X24离体叶片的失绿速度与Cd浓度成正相关,光合色素含量下降了70%左右。4、在1.1 mg/L的Cd溶液中处理下,添加0.2 mM².0 mM的色氨酸能显著降低离体叶片中的Cd含量,降镉效果在基因型间有显著差异。不添加色氨酸抑制剂时,4个基因型的离体叶片Cd含量为277.69³64.99 mg/kg,其中Cd含量最高的是R705,Cd含量最低的是X24;加入色氨酸抑制剂之后,3种基因型（R705、65和80）离体叶片Cd含量无明显差异,而另一基因型X24离体叶片中的Cd含量略低于上述3个基因型。X24对色氨酸最为敏感,降镉幅度为44.5%,R705次之,降镉幅度为34.7%;65和80的镉含量降低幅度最小,分别为23.9%和20.1%。添加0.2 mM².0 mM色氨酸能降低X24离体叶片中Ca²⁺Mg²⁺-ATP酶的活性。5、在含0.3 mg/L镉浓度的培养液中,添加色氨酸能降低水稻幼苗的镉积累量。色氨酸浓度为0.2 mM时降镉效果明显。其中,地下部分镉积累量随着色氨酸浓度增加而不断减低,地上部分镉积累量降低幅度减弱。0.2 mM的色氨酸能缓解镉对根系的毒害作用。添加色氨酸,能增加水稻幼苗中Mn²⁺含量,降低K⁺含量。