水稻（Oryza sativa L.）是人类重要的粮食作物,全世界有50%以上的人口食用水稻及相关制品,其总产量位居第三位,仅少于小麦和玉米。黄瓜（Cucumis sativus L.）、豆角（Vigna unguiculata（Linn.）Walp.）和萝卜（Raphanus sativus L.）是三种营养价值高并被广泛种植的蔬菜。硒（Selenium,Se）是人类和动物生长发育所必要的微量营养元素,也对植物生长有益。但地球上硒资源的分布不均衡,对于低硒地区的居民而言,摄入富硒食品有效的补硒途径。然而,由于硒与镉的伴生关系,富硒农产品往往伴随严重的镉污染。因此,作物对硒、镉的吸收转化机制以及在富硒农产品加工过程中硒和镉的转化和生物可给性值得深入探讨。本研究以水稻和蔬菜等最常见的富硒农产品为研究对象,研究其对硒和重金属镉的吸收、积累以及加工过程中的转化和生物可给性,明确在生产和加工过程中农产品品质及有益成分硒和有毒成分镉的变化过程,为科学安全补硒及相关富硒产品生产技术规范的制定提供参考意见。主要研究结果如下:（1）研究了喷施硒肥对镉胁迫水稻的生长、抗氧化反应及其基因表达的影响。结果表明,叶面喷施外源硒能够提高水稻硒的积累,同时降低对镉的吸收。施硒提高分蘖期水稻叶片净光合速率（Pn）,蒸腾速率（Tr）,气孔导度（Gs）,叶绿素a和总叶绿素含量,弱化镉对光合作用的抑制,并能有效促进水稻生长,提高产量。喷施外源硒使水稻超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）、过氧化氢酶（CAT）活性增强,还原型谷胱甘肽（GSH）、抗坏血酸（AsA）的含量增加,减少丙二醛（MDA）的生成。转录组分析表明,添加外源硒会使磷酸盐和硫酸盐转运、抗氧化系统相关基因的表达上调,对镉胁迫下的水稻施硒会引起细胞代谢、光合作用和信号传递等通路的响应。（2）研究了添加外源硒对稻米及加工过程中硒、镉含量、形态转化及营养品质的影响。结果表明,叶面喷施外源硒显著提高稻米硒含量,与对照相比糙米硒提高1.33～17.86倍,精米提高2.74～24.33倍,米饭提高1.21～21.42倍。硒形态分析发现,精米中硒主主要以有机硒形式存在,其中硒代蛋氨酸（SeMet）含量最高,其次是硒代胱氨酸（SeCys2）。施用硒后,糙米中的镉含量相较于对照组减少12.98%～27.67%,精米和米饭镉含量分别降低12.77%～24.20%和2.80%～21.40%。施用外源硒显著提高稻米蛋白质含量,但对直链淀粉含量影响不大。（3）分析了加工过程中稻米的硒镉含量、形态和生物可给性的变化。结果表明,碾米和蒸煮加工过程导致硒的损失,流失率分别为14.11%～23.86%和5.67%～19.98%。硒含量较高稻米硒的生物可给性也相对更高,蒸煮后硒的生物可给性一定程度下降。与稻米相比,米饭中SeMet和无机硒相对含量减少,SeCys2增多。在碾米和蒸煮过程中,镉含量分别损失8.36%～14.35%和2.90%～9.13%,蒸煮后镉的生物可给性也会下降。（4）大田施用外源硒有效促进黄瓜、豆角和萝卜的生长发育,蔬菜可食部位硒含量提高3.19～5.34倍,镉含量减少9.48%～47.86%,可溶性糖、可溶性蛋白和维生素C等营养品质得到改善。蔬菜在腌制、分切、清洗压榨、拌料和灌装杀菌等系列工厂化工艺过程中,硒含量会逐步降低,整个过程损失66.06%～78.30%。加工过后硒的生物可给性降低。加工过程中镉含量减少11.16%～16.97%,可溶性糖、可溶性蛋白和维生素C含量也会逐渐减少。