《Discover Agriculture》：Iron toxicity-related morphological and biochemical variations of selected rice (Oryza sativa L.) varieties in Sri Lanka
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本文通过水培实验系统研究铁（Fe）毒性对耐性（Bw372、Bw267-3）与敏感（Bw272-6B、Bg359）水稻品种生长及矿质元素积累的影响。结果表明，高Fe浓度（100–500 mg·L?1）导致植株Fe、Na、Co积累增加，而Mg、Mn、Zn等元素吸收受抑制，耐性品种通过调控根系形态（如增加根直径）及限制Fe向地上部转运减轻毒害。研究为铁毒土壤的水稻育种与营养管理提供了理论依据。
引言
铁（Fe）是水稻呼吸、光合作用及激素调控等生理过程的关键元素，组织适宜浓度为70–300 mg·kg?1。铁毒性常见于淹水土壤，过量Fe2+积累引发直接细胞损伤或间接营养失衡，导致叶片青铜化（Bronzing）、分蘖抑制及减产15–30%。本研究通过对比耐性与敏感品种对梯度Fe浓度的响应，揭示其形态与生化适应机制。
材料与方法
实验采用水培系统，以4个Fe浓度（7、100、300、500 mg·L?1）处理2个耐性（Bw372、Bw267-3）和2个敏感（Bw272-6B、Bg359）水稻品种。测定植株干重、根长、元素浓度等指标，使用WinRHIZO分析根系形态，ICP-MS检测15种矿质元素。
结果分析
形态适应性：随Fe浓度升高，所有品种地上部干重（SDW）和根长（RL）均下降，但耐性品种Bw372降幅最小（SDW降33%，RL降40%），敏感品种Bw272-6B降幅最大（SDW降64%）。根系形态上，高Fe促使根直径增加，比根长（SRL）降低，可能与铁斑（Fe plaque）形成有关。耐性品种无青铜化症状，敏感品种在≥100 mg·L?1Fe时出现叶尖褐斑至全叶枯黄（图6、7）。
矿质元素动态：
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积累增加元素：组织Fe、Na、Co浓度随Fe处理浓度上升而升高，Bw272-6B的Fe积累最高。
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积累减少元素：Mg、K、Ca、Zn、Cu、Mo、Mn、Cd、Se浓度均下降，例如Mn的减少凸显Fe-Mn竞争吸收。
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品种差异：耐性品种Bw372在高Fe下保持较低Fe积累和较高Mo浓度，可能与其解毒机制相关。
讨论
耐性品种通过根系形态调整（如增粗直径）限制Fe吸收，并激活抗氧化系统避免叶片青铜化。元素互作分析表明，高Fe抑制Mg、Zn等必需元素转运，而Na、Co的同步积累提示离子平衡机制参与应激响应。研究建议铁毒土壤中需优化P、K、Zn肥管理以缓解营养失衡。
结论
铁毒胁迫下水稻耐性依赖于根系形态可塑性及矿质元素稳态调控。耐性品种Bw372与Bw267-3通过减少Fe转运、维持营养平衡实现生长保障，为抗逆育种提供了关键表型与生理指标。
