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摘要：镉(Cd)是一种非必需的、不可降解的微量元素，具有很强的生物转移毒性。当前Cd污染导致的稻米中Cd元素超标已经成为我国食品安全的潜在威胁，因此了解并深入研究水稻Cd吸收、转运和积累的生理过程及相关功能基因显得非常重要。本文综述了水稻中Cd的根系吸收、液泡区域隔离、木质部装载、茎节分配、叶片再活化、籽粒积累等生理过程和分子机制及其所涉及的基因和离子转运蛋白家族的研究进展，同时综述了通过植物修复减少稻田Cd污染和降低水稻籽粒Cd积累的相关途径，并对将来选择和培育低Cd水稻进行了总结和展望。
文章目录
1 水稻Cd吸收、转运和积累的生理过程
1.1 土壤中根系对Cd的吸收和区域隔离
1.2 Cd通过木质部的装载和运输实现根－茎易位
1.3 茎节节间对Cd的分配
1.4 叶片韧皮部中Cd的再活化和籽粒Cd积累
2 水稻Cd吸收、转运和积累的分子机制
2.1 水稻根系Cd吸收的相关分子机制
2.1.1 天然抗性相关巨噬细胞蛋白(NRAMP)家族
2.1.2 主要协同转运超家族蛋白(MFS)
2.1.3 锌铁转运蛋白(ZIP)家族
2.1.4 ATP结合盒超家族转运蛋白(ABC)
2.1.5 P型重金属ATP酶(HMA)家族
2.1.6 FWL2.2蛋白家族
2.1.7 钙渗透通道蛋白家族
2.2 水稻中Cd的木质部装载相关分子机制
2.2.1 HMA转运蛋白家族
2.2.2 阳离子/钙(CaCA)超家族
2.2.3 类防御素蛋白
2.2.4 NRAMP家族
2.2.5 MicroRNA(miRNA)
2.3 水稻茎节分配Cd的相关分子机制
2.3.1 HMA和CaCA家族
2.3.2 ZIP家族
2.4 水稻叶片中Cd的再活化
2.4.1 低亲和力阳离子转运蛋白(low-affinity cation transporter， LCT)家族
2.4.2 HMA家族
2.4.3 金属耐受性蛋白( metal tolerance protein， MTP)家族
2.5 水稻籽粒Cd积累的相关分子机制
2.5.1 LCT、HMA和ZIP家族
2.5.2 低Cd(low cadmium)基因
2.6 其他与水稻Cd吸收、转运和积累的相关分子机制
3 减少稻田Cd污染和降低水稻籽粒Cd积累的途径
3.1 植物修复
3.2 低Cd水稻的培育
4 总结与展望
