本报讯（记者崔雪芹 通讯员陈胜伟）让水稻“少吸镉”有个难解悖论：许多负责吸收镉的转运蛋白，同时也负责转运植物必需的铁、锰、锌等微量元素。降镉与保营养难以两全。浙江农林大学教授邵继锋课题组经过多年研究，从毛竹中找到突破口。他们发现，毛竹中的一个金属离子转运蛋白基因PeNRAMP5，异源表达后能够显著减少水稻和拟南芥地上部分的镉含量，同时不影响锰营养。转基因水稻籽粒中的镉含量，仅为野生型的14.4%~21.0%。近日，相关研究成果发表于《危险材料期刊》。

目前，许多研究已鉴定出多个参与植物镉吸收与转运的关键基因，NRAMP5是其中首个被报道主要负责水稻根系镉吸收的基因。但邵继锋表示，这类转运蛋白往往同时承担铁、锰、锌等必需元素的转运。敲除水稻NRAMP5虽然能降低镉吸收，却会造成锰吸收缺陷等后果。于是，研究组将目光投向毛竹中的PeNRAMP5-1/2基因，并把它们转入镉、锰吸收缺陷型水稻突变体中进行异源表达。结果发现，转基因水稻恢复了根系对镉和锰的吸收能力，地上部和籽粒的锰积累也得到恢复，但镉向地上部的转运被显著抑制。最终，转基因株系籽粒镉含量仅为突变体的37.1%至53.9%，为野生型的14.4%至21.0%。

为什么毛竹的PeNRAMP5能做到水稻OsNRAMP5做不到的事？研究团队进一步解析蛋白的组织定位和元素分布后发现，水稻OsNRAMP5蛋白在根部呈极性分布——只分布在细胞的某一侧，而毛竹PeNRAMP5蛋白在毛竹和水稻根部各类细胞的质膜上呈非极性分布——分布在细胞各个方向。正是这种“站位”的不同，改变了镉和锰的命运。非极性分布促使根系吸收的镉大量滞留在根细胞液中，减少了镉向木质部的装载和向地上部的转运；而锰则可能借助水稻自身的外排转运蛋白，比如金属耐受蛋白9，完成向中柱的转运，经木质部输送至地上组织，最终实现了“地上降镉、增锰”的双重效果。

研究人员表示，该研究成果将为低镉农作物育种提供宝贵的基因资源。

相关论文信息：https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2026.143779