華中農業大學資源與環境學院環境汙染修復團隊在國際學術期刊Journal of HazardousMaterials發表了題為「Synergistic effect of silicon and selenium on the alleviationof cadmium toxicity in rice plants」的研究論文，報導了矽和硒協同減輕水稻鎘毒性的作用機制方面的研究進展。
鎘（Cd）是環境中分布最廣、毒性最強的重金屬之一，阻控Cd在植物中的運輸和積累，減輕Cd的毒害對於作物的正常生長及人類健康尤為重要。近年來，越來越多的環保材料被用於控制Cd汙染，其中矽（Si）和硒（Se）受到廣泛關注。Si是土壤中第二豐富的礦質元素，對植物生長和抗逆性有益。Se是動物必需的營養元素，也是植物的有益營養元素。Si或Se減輕Cd毒性的研究較多，但有關這兩個元素的相互作用及其對減輕Cd毒的協同作用和機制仍不清楚。
研究採用水培試驗，評估了Cd脅迫下單獨和同時使用Si和Se對水稻Cd含量，植株生長及相關生化參數和基因表達的影響。結果表明，Si和Se協同有效緩解水稻植株的Cd毒害。表現為同時使用Si和Se促進稻株生長，降低Cd的轉運係數，從而導致莖葉中Cd含量顯著降低73.2％。此外，Si和Se協同作用顯著降低根和地上部的丙二醛（MDA）含量，增加穀胱甘肽（GSH）和植物螯合素（PC）的含量，增加Cd在根細胞壁和細胞器中的分布。基因表達分析還表明，Si和Se協同作用促進OsHMA2基因的相對表達下調，而OsNramp1和OsMHA3的相對表達上調。
該項研究工作得到國家重點研發計劃，和湖北省技術創新專項重大項目的資助。資源與環境學院碩士研究生黃衡亮為論文第一作者，塗書新教授為論文通訊作者。
論文連結：https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2020.123393