水稻是我國主要的糧食作物，全國有一半以上的人口以稻米為主食。然而，水稻容易吸收和富集重金屬元素鎘，使得鎘通過食物鏈進入人體，并在人體內長期積累，嚴重威脅人類健康。我國稻米鎘污染問題形勢嚴峻，其中南方稻米鎘污染情況尤為嚴重。我國栽培稻分成秈、粳兩個亞種，秈稻主要在南方地區種植，較粳稻具有更強的鎘積累能力，其可能是南方稻米鎘超標的一個重要原因。因此，鑒定調控秈稻籽粒鎘積累特性的分子模塊，降低秈稻籽粒的鎘含量，培育低鎘安全水稻品種已成為當務之急。
中國科學院植物研究所何振艷研究組及其合作者利用全基因組關聯分析技術和基因功能驗證體系，初次鑒定到一個參與鎘轉運的主要協助轉運蛋白超家族（major facilitator superfamily，MFS）成員OsCd1。研究發現，OsCd1為鎘的次級主動轉運蛋白，主要在水稻根的質膜上表達，其缺失可顯著降低水稻對鎘的吸收效率和籽粒鎘積累量，說明該基因參與了水稻根部鎘吸收和籽粒鎘積累過程。進一步研究表明，在秈稻和粳稻中，OsCd1基因型出現顯著分化，其中OsCd1V449主要在粳稻中存在，其鎘轉運能力顯著低于秈稻基因型OsCd1D449；田間試驗表明，將粳稻基因型OsCd1V449導入秈稻品種后，含有OsCd1V449的水稻近等基因系籽粒鎘含量可顯著降低，表明OsCd1V449基因型在低鎘秈稻育種方面具有很大的應用潛力。
該研究發現了參與水稻鎘吸收和籽粒鎘積累的OsCd1基因及其低鎘積累的自然變異OsCd1V449，對水稻鎘積累分子機制的闡釋和低鎘水稻品種的培育具有重要參考意義。
該研究成果于6月12日在線發表于國際學術期刊《自然-通訊》（Nature Communications）。何振艷研究組博士后閆慧莉、工程師許文秀和中國農業大學博士后謝建引為論文共同第一作者，副研究員何振艷和中國農業大學副教授張洪亮為論文通訊作者。該研究得到中科院戰略性先導科技專項、科技基礎性工作專項、科技部國家重點研發計劃項目、中國博士后科學基金和中科院大學生創新實踐計劃資助。
水稻籽粒鎘積累性狀全基因組關聯分析及OsCd1基因功能表征
低鎘基因型OsCd1V449功能驗證
湖南金健種業科技有限公司與中國水稻研究所院企合作，利用化學誘變成功創制出低鎘突變體lcd1，在全國率先培育出可大面積推廣應用的早、中、晚低鎘水稻新品種。稻米鎘含量超標，既影響糧食安全，也影響稻米產業健......
植物寄生習性的出現并非一蹴而就，自養植物演化而來的寄生植物，從起初僅從寄主獲取一些水分和礦物營養作為補充的兼性半寄生植物，成為必須依賴寄主才能完成生活史的專性寄生植物，再逐漸演化到完全丟失光合作用能力......
活性天然產物的靶點與作用機制等分子藥理學研究對于天然產物的創新藥物研發十分重要。中藥藥效物質和作用靶點不清晰是阻礙中藥現代化與國際化的重要因素。用現代科學技術闡明中藥主要活性成分的作用靶點和分子機制，......
近日，在中科院昆明植物研究所極小種群野生植物專類園內安家落戶的平當樹實現人工高效繁育，幼苗達到1638株，為推動平當樹遷地保護、種群增強與回歸的綜合性保護體系構建，開展保護生物學、生殖生物學、種子生物......
量化重建陸地生態系統中的深時植被是世界難題。化石花粉數據是重建過去植被組成、類型及相關的生態系統的重要和直接的生物指標。然而，不同的植物類群存在花粉產量、傳播方式、擴散能力以及保存潛力的差異，導致表土......
氮素增加條件下，土壤酸化和碳限制是微生物活性降低的重要因素。然而，二者對微生物活性降低的相對重要性及相關機制尚不明確。中國科學院植物研究所研究員韓興國團隊與合作者利用典型草原長期氮添加實驗平臺，結合添......
萜類化合物是天然產物中最大的類群，結構多樣、活性廣泛，具有重要的藥用和經濟價值。植物合成萜類化合物目的通常被認為是調節其自身生長發育（如植物激素赤霉素、脫落酸和獨腳金內酯）以及抵御各種生物脅迫（如昆蟲......
物種共存和生物多樣性維持機制是生態學研究的核心問題之一。當代物種共存理論將物種共存的機制歸結為形成生態位差異的穩定化機制（Stabilizing）和減少平均適合度差異的均等化機制（Equalizing......
生物多樣性是自然界的寶貴財富并對人類福祉具有重要作用。在過去幾百年，伴隨著人口快速增長、技術進步和資源消耗，人類活動對生物多樣性的影響不斷增強，不僅改變了局域的生物多樣性水平，也影響了物種的大尺度分布......
水稻是我國主要的糧食作物，全國有一半以上的人口以稻米為主食。然而，水稻容易吸收和富集重金屬元素鎘，使得鎘通過食物鏈進入人體，并在人體內長期積累，嚴重威脅人類健康。我國稻米鎘污染問題形勢嚴峻，其中南方稻......