小议水稻对砷吸收和代谢机制研究

概要： 水稻体内 As 代谢的另一条途径是Asi 的甲基化。由于甲基化砷的毒性远小于Asi，As的甲基化被认为是水稻As 解毒的重要途径。研究发现，稻米中DMA 的含量可达总As 的90%以上，而且存在基因型差异。但是As 在水稻体内甲基化的场所却不清楚。通过分析水稻DNA 微阵列发现，一个被称作Os02g51030 的甲基化酶基因，在水稻生长介质中加入As 后，其表达上调。但这个基因是否调控水稻体内As 的甲基化过程，还有待进一步研究。另外，微生物可通过S-腺苷甲硫氨酸甲基转移酶，将体内As(Ⅲ)转化成气态TMA挥发到大气环境中。水稻是否也能把体内As(Ⅲ)转化成TMA并挥发，尚无试验证据。 由于目前的元素定位技术对As 在植物体内的浓度要求较高，而且制样时要保证As 的形态与活体一致非常困难，迄今关于As 在水稻体内的细胞和亚细胞水平的研究仍很少。 但是，根据已有研究结果，可推导As 在水稻体内的吸收、转运和代谢过程。 5 控制稻米As 污染的策略 5.1 调控水稻对As 的吸收及其转运 虽然目前还没有一套完整的理论体系来解释水稻对As 的吸收、分布和耐性的基因型差异

　　水稻体内 As 代谢的另一条途径是Asi 的甲基化。由于甲基化砷的毒性远小于Asi，As的甲基化被认为是水稻As 解毒的重要途径。研究发现，稻米中DMA 的含量可达总As 的90%以上，而且存在基因型差异。但是As 在水稻体内甲基化的场所却不清楚。通过分析水稻DNA 微阵列发现，一个被称作Os02g51030 的甲基化酶基因，在水稻生长介质中加入As 后，其表达上调。但这个基因是否调控水稻体内As 的甲基化过程，还有待进一步研究。另外，微生物可通过S-腺苷甲硫氨酸甲基转移酶，将体内As(Ⅲ)转化成气态TMA挥发到大气环境中。水稻是否也能把体内As(Ⅲ)转化成TMA并挥发，尚无试验证据。

　　由于目前的元素定位技术对As 在植物体内的浓度要求较高，而且制样时要保证As 的形态与活体一致非常困难，迄今关于As 在水稻体内的细胞和亚细胞水平的研究仍很少。

　　但是，根据已有研究结果，可推导As 在水稻体内的吸收、转运和代谢过程。

　　5 控制稻米As 污染的策略

　　5.1 调控水稻对As 的吸收及其转运

　　虽然目前还没有一套完整的理论体系来解释水稻对As 的吸收、分布和耐性的基因型差异，但这种差异为筛选和培育对As 低积累、高耐性，以及稻米低As 毒性的水稻品种提供了重要的依据。另外，根据不同品种根系渗氧能力、铁膜形成程度、和对As 的耐性和积累三者之间的可能关系，在中低度As 污染的水稻田，我们可以种植孔隙度大或渗氧能力强的水稻品种，以减少As 在地上部及稻米中的积累。

　　在 As 污染农田通过添加某些肥料、化学改良剂，不仅可以改善水稻生长环境也能减少As 的吸收。如向土壤中添加Si、P 或硝态氮肥，都可能有效控制水稻As 吸收。另外，Xie等田间试验结果表明，向土壤中添加FeCl3 （25 mg Fe kg-1 土壤）或MnO2（25 mg Mn kg-1土壤），均显著降低了土壤中水溶性As和As(Ⅲ)含量，且水稻生长状况明显改善。目前这方面研究，许多只是停留在室温或小规模的田间示范研究阶段，大规模田间应用实践鲜见报道。

　　稻田水分管理，可能是一条操作简易并能有效降低水稻As 累积的途径。Xie 等发现，单纯采取干湿交替调控措施，可明显降低土壤中水溶性As和As(Ⅲ)的百分比，改善水稻生长。最近研究同样证实，利用犁沟和升高田床技术，能有效降低稻米和茎叶

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