1. 研究目的与意义、国内外研究现状（文献综述）

1 本课题研究意义

镉（cadmium，cd）是一种生物毒性很强的重金属元素，其毒性仅次于砷（arsenic，as）。在我国的耕作土壤中cd含量一般是很低的，但随着工业化的进程，cd等重金属元素被释放到人们生存的环境中。在cd超标的土壤上种植的水稻会积累过量的cd。而食用这些cd污染的稻米也会严重的危害到人们的身体健康，严重的还会造成中毒症状，比如在日本发现的痛痛病。在我国，cd污染大米事件的报道也时有报道。因此，控制cd等重金属元素的排放，培育低cd积累的水稻新品种迫在眉睫。

本研究将对osnac300调控水稻cd的吸收、积累以及响应cd胁迫的机制进行深入研究，希望通过本研究为生产低cd污染的大米，深入研究水稻对cd的吸收和转运机制提供更多参考。

2 国内外研究概况

近年来，在cd转运体方面的研究工作已经有了长足地进展。cd主要通过转运体osnramp5, osirt1等进入水稻根系^[1][2]。而hma家族中两个转运体oshma2与oshma3^[3][4][5][6]在水稻内cd转移中发挥重要作用。oshma3在根中高表达可以将cd有效地隔离在液泡中，从而减少cd向地上部分转运^[3][4]。由于水稻的木质部与种子没有直接的联系，因此种子内镉是通过韧皮部转运的^[7][8]。2007年，tanaka发现cd通过水稻最上部节的韧皮部运输到种子中^[7]。而定位在水稻节中的oslct1蛋白则直接决定了镉从节内韧皮部转运到种子中^[9]。

2. 研究的基本内容和问题

1 研究的目标

分析osnac300在调控水稻对cd的吸收、转运与胁迫响应时的功能。

2 研究的内容

2.1 生理生化指标的测定

（1）测定野生型和osnac300超表达材料在不同浓度cd处理下的根伸长量。

（2）通过消煮法和原子吸收分光光度计，测定野生型和osnac300超表达材料在不同浓度cd处理下的地上和地下部分的cd含量。

3. 研究的方法与方案

1 研究方法

1.1 研究材料

本研究以水稻野生型日本晴(ssp. japonica cv. nipponbare)及该课题中新发展的转基因植株（osnac300超表达植株）为研究材料。

1.2 研究材料培养

将不同研究材料进行不同处理分组培养，并取样。设置空白和cd胁迫处理两种营养条件，观察、测量研究材料在生长发育过程中的表型差异，并对根茎分别取样。使用的培养基为1/2 木村b完全营养液培养，光照周期为：光照/黑暗=16hr/8hr。

1.3 分析检测

采用消煮法处理材料，使用原子分光光度计测定材料中cd的含量，使用rt-pcr对osnac300进行表达量分析。

4. 研究创新点

NAC300是NAC家族中还未进行过深入研究的一种转录因子，对NAC300基因调控机制的探究将会是对NAC家族在植物体内调控机制相关研究得重要补充。

5. 研究计划与进展

1 研究计划

1.1 2016.9 -2016.10

查阅资料，阅读文献，把握已有的研究基础，整理实验思路。

1.2 2016.10-2016.11