随着现代工农业生产的快速发展,工业“三废”排放量的日益增加,农田镉（Cd）污染面积不断扩大,使得稻米Cd安全问题日趋严重。筛选和培育低Cd积累品种,是解决中轻度污染区粮食安全生产的行之有效的方法。研究水稻对Cd的吸收、转运及积累特征及其耐Cd机理,将为低Cd积累品种的选育、控制稻米Cd积累提供重要的理论依据。本研究以水稻核心种质资源和当前主推水稻品种为材料,结合室内试验和田间试验,对Cd积累特性的基因型差异及其稳定性进行了分析;对水稻幼苗中Cd的亚细胞分布和非蛋白巯基含量进行了比较研究;与此同时,探索了幼苗根系Cd积累能力、幼苗Cd转运能力、离体叶片耐Cd能力与稻米Cd积累特性的关系。主要结果如下:1、基因型间的遗传多样性主要表现在根系对Cd的最大吸收速率F_max和向地上部的转运效率上。水稻根系对Cd积累动力学特征全部符合米氏方程,根系F_max值小于50.8 nmol·g^-1（DW）·h^-1的13份基因型,其地上部Cd积累动力学特征符合线性方程,Cd转运效率随着环境中Cd浓度的增加而持续升高;根系的F_max值大于55.5 nmol·g^-1（DW）·h^-1的基因型,其地上部的Cd积累动力学特征也符合米氏方程,它们的Cd转运效率随着环境中Cd浓度的增加而先升高后降低。2、对不同Cd胁迫环境中水稻幼苗根系和地上部Cd积累量的稳定性进行分析,发现基因型、环境及二者的交互作用对Cd积累量均有显著影响,其中‘齐头白谷’、‘广两优1128’为Cd积累量高且稳定性好的品种;‘麻麻谷’、‘特青选恢’、‘27760’为Cd含量低且稳定性好的品种。3、根系细胞壁和原生质体的Cd吸收动力学特征也都符合米氏方程,‘齐头白谷’的Cd最大吸收速率F_max显著大于‘27760’,Km值在两品种间无显著差异。地上部细胞壁和原生质体的Cd吸收速率与根系可溶性组分中的Cd浓度呈显著的线性正相关。当根系可溶性组分中的Cd浓度相近时,‘齐头白谷’地上部细胞壁和原生质体的Cd积累速率显著高于‘27760’。根系可溶性组分中的Cd是地上部Cd吸收的直接来源。4、水稻幼苗根系吸收的Cd主要分布在细胞壁组分,其次为胞液,在细胞器中的分布最少。Cd在地上部的分布顺序为细胞壁>>胞液>细胞器。细胞壁和胞液中的Cd分配比例在品种间无显著差异,但在细胞器中,‘27760’所占的比例明显低于‘齐头白谷’。无论根系还是地上部,‘27760’的非蛋白巯基（Cys、GSH、PC2和PC3）含量均高于‘齐头白谷’,其中PC2和PC3主要存在于根部,地上部以GSH和Cys为主。5、当外界Cd浓度为0.89⁸.9μmol·L^-1时,随着Cd浓度的增加,‘齐头白谷’离体叶片的失绿速度明显低于‘27760’。水稻离体叶片的耐Cd能力和幼苗根系的Cd积累能力以及幼苗的Cd转运能力高度相关,可作为快速鉴定低镉积累品种的生理指标。6、在Cd含量为1.782 mg·kg^-1、pH 5.2的土壤中进行田间试验,稻米Cd超标率高达98.7%;其中稻米Cd最高含量为2.049 mg·kg^-1,最低为0.197 mg·kg^-1。对幼苗Cd吸收特性、离体叶片失绿速率及田间试验结果进行综合分析,发现‘山酒谷’和‘桂花黄’为Cd敏感型低Cd积累品种,‘齐头白谷’和‘粳7623’为耐Cd型高Cd积累品种。