2024年4月21日发(作者：银代蓝)
水稻中锶的研究进展
虞德容;张启军
【摘 要】@@%碱土金属锶是人体必需的微量元素,具有不可替代的作用,特别是对
骨骼、牙齿和心血管健康具有重要意义.稻米是超过世界一半人口的主粮,通过稻米
补充锶是一种安全和方便的途径.本文就锶对人体的作用、稻米中锶含量研究进展、
锶与其他矿质元素的关系、影响稻米中锶富集的因素以及锶在其他方面的用途进行
了综述,并提出了筛选富锶功能稻米的研究思路.
【期刊名称】《江苏农业科学》
【年(卷),期】2012(040)008
【总页数】3页(P79-81)
【关键词】水稻;锶;富锶稻米
【作 者】虞德容;张启军
【作者单位】江苏省农业科学院农业经济与信息研究所,江苏南京210014;江苏省
农业科学院粮食作物研究所,江苏南京210014
【正文语种】中 文
【中图分类】S332
锶是碱土金属中丰度最小的化学元素，化学符号为Sr，原子序数是38，属于周期
表的2A族，具银白色光泽。锶在自然界主要以化合态存在，主要的矿石有天青石
(SrSO4)和菱锶矿(SrCO3)。在工业上锶主要用于制造合金、光电管和照明灯，锶
的化合物用于制信号弹、烟火等。质量数为90的锶是一种放射性同位素，是铀-
235的裂变产物，半衰期为28.1年，可作β射线的放射源，在医学上有一定的应
用。锶是人体必需的微量元素，对人体的功能具有不可替代的作用。本文就锶在人
体中的作用、稻米中锶含量研究进展以及锶在其他方面的用途和富锶功能稻米的选
育策略进行了综述与探讨。
1 锶在人体中的作用
锶和其他人体必需微量元素一样，在人体中的含量非常少，但对维持正常的生命活
动不可或缺。人体每日需摄入锶1.9 mg左右，锶具有强化骨骼、提高智力、延缓
衰老和养颜的辅助功效。
1.1 维护骨骼健康
骨骼的正常生长需要多种元素维持，如钙、磷等，锶也是其中的一种。锶是骨骼和
牙齿的组成成分，可强壮骨骼，维护牙齿健康。如果缺少了锶，可能引起骨骼和牙
齿发育不健全以及一些其他不健康的症状[1-2]。在临床上可通过观察锶的聚集情
况来判断骨折的愈合情况。
1.2 预防 “三高”和心血管疾病
人体内钠过多容易引起高血压、高血脂、高血糖和心血管疾病，而锶能减少人体对
钠的吸收，其作用机制可能是在肠内锶与钠竞争吸收部位。同时，锶能加大钠随尿
液的排出量，从而降低体内的钠含量[3]；另外锶还与心血管的功能及构造有关系。
所以，锶有预防“三高”和心血管疾病的作用[4]。近年来经调查发现，冠心病、
肺心病病人头发内锶含量明显低于健康人。长寿老人聚居地的土壤和水中锶含量明
显高于对照组地区[5]。
1.3 刺激神经肌肉的兴奋
锶和神经肌肉的兴奋有很大的关系。医学上，应用溴化锶、碘化锶、水杨酸锶、乳
酸锶可以治疗荨麻疹、皮疹、甲状腺功能不全引起的抽搐等病症。
1.4 人体缺锶的症状表现
长期以来，人们只注重骨骼发育与维生素D、钙的相关性，而忽视了锶在人体中
的重要作用。最新研究资料表明，人体一旦缺乏锶，将会引起体内代谢紊乱，同时
会出现肢体乏力、出虚汗、骨骼发育迟缓等症状，还会引起骨质疏松等严重后果
[1]。缺锶最严重时还有可能使人患上肿瘤。当然，人体内锶过量时也会引起不适，
如轻微的消化道反应：恶心、胃部不适等；骨骼生长发育过快，表现为关节粗大、
疼痛，严重时可引起骨骼变形、脆弱、肌肉萎缩及贫血等。
2 水稻中锶含量研究进展
2.1 稻米中锶的含量
明确各种水稻中锶含量是选育富锶水稻的前提和基础。国家对矿泉水锶含量有严格
规定，其标准为 0.2～4 mg/L，可以作为参照[6]；医学上推荐的标准为人体每日
需摄入锶 1.9 mg 左右。裘凌沧等对国内外 252 份稻米(其中包括 33 份红米和 9
份紫米)采用等离子体发射光谱法(ICP-AES)测定有色糙米和白糙米中18种无机元
素的含量，结果表明，有色糙米与精白米中锶含量无显著差异，普通白米、红米和
紫米中的锶含量分别为 0.24、0.17、0.10 mg/kg[7]。宋豫秦等利用ICP对科尔
沁沙地奈曼旗的衬膜水稻和滩涂水稻进行了营养元素分析，并与同处中国北方的东
北水稻和山东水稻的数据加以类比，结果显示，沙地衬膜水稻营养元素含量相对贫
瘠，而滩涂水稻的P、Fe、B、Al、Ca、Sr含量均高于其他 3 种水稻，这可能与
沿河滩涂静水中离子富集有关[8]。有研究表明，科尔沁沙地 2 种类型的水稻中(衬
膜水稻和滩涂水稻)锶含量分别达到 0.5、0.6 mg/kg，显著高于其他材料(东北水
稻和山东水稻的锶含量只有 0.2 mg/kg 左右)，这为培育与获得富锶水稻创造了地
理条件。
曾亚文等利用以十和田为受体、丽粳 2 号为父本构建的NIL和BC5 F5群体，在
421.55 nm 的分析线处分别测定了锶在十和田、丽粳2号、NIL和BC5 F5群体
糙米中的平均含量，为 0.256、0.343、0.340、0.355 mg/kg，说明通过构建群
体和品种选育可以获得锶含量较高的水稻品种[9]。曾亚文等采用电感耦合等离子
体原子发射光谱法(ICP-AES)，对云南55个水稻改良品种的糙米、精米及其对应
的土壤18种矿质元素进行了测定与分析，其中锶在糙米、精米和土壤中平均含量
分别为 0.35、0.24、0.22 mg/kg，说明精米与糙米中锶含量相差很大[10]。对于
一些特殊人群(血糖偏高者)和预防癌症者来说，食用糙米比精米更有利于获得锶。
杨树明等选取云南不同区域的水稻土及相应种植获得的水稻籽粒，用等离子体原子
发射光谱法(ICP-AES)分别测定糙米、精米及其对应土壤中18 种矿质元素的含量，
比较了糙米和精米中18 种矿质元素的含量差异，结果表明，18种矿质元素含量
在水稻品种(系)间差异极大，糙米和精米中锶的平均含量位列18种矿质元素的末
位，变异系数则位列中游，说明锶在糙米或精米中含量比较稳定[11]。王小平等收
集了 16 种中国大米和 11 种日本大米，经过微波消解或干灰化法处理后，采用电
感耦合等离子体发射光谱法(ICP-OES) 和电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS) 测得
16种中国大米锶的平均含量为 129.2 μg/kg，最低为 0.81 μg/kg，最高为 310.1
μg/kg；在 11 种日本大米中则分别为 96.1、63.17、114.3 μg/kg[12]。由此可
见，日本大米的 3 个指标均低于中国大米。有研究表明，不同品种类型、不同产
地稻米中锶的含量具有很大差异，但其最高含量不超过0.6 mg/kg[8]。从目前中
国国民的饮食结构看，平均每人每天约消耗大米 0.3 kg，其中锶摄入量不及医学
推荐标准[1.9 mg/(人·d)]的 1/10。因此，加强稻米中的富锶研究很有必要。
2.2 稻米中锶与其他矿质元素的关系
曾亚文等测定了17种矿质元素在利用以十和田为受体，丽粳2号为父本构建的
NIL和BC5 F5群体糙米中的平均含量，对锶与其他16种矿质元素的相关性分析
结果表明，Sr与Mo、Ni、Fe、Cr、Na、Al、P、Sn、B、Ca 等10种矿质元素
呈极显著正相关关系(相关系数变化范围为 0.246～0.794)；与Mn表现为显著正
相关关系(0.246)；而与S、Cu、Zn和Mg等 4 种元素相关性不显著[9]。曾亚文
等又采用电感耦合等离子体原子发射光谱法(ICP-AES) 对云南省55个水稻改良品
种的精米、糙米及其对应的土壤中18种矿质元素进行测定与分析，结果显示，无
论是在精米还是在糙米中，锶含量均与土壤中锶含量呈极显著正相关关系(相关系
数分别为 0.641 和 0.598)[10]，说明选育富锶功能性水稻，可以在土壤中施用适
量的锶矿并选育能够富集锶的水稻品种；精米与糙米的锶含量也呈极显著正相关关
系(相关系数为 0.656)。在测定的18种矿质元素平均含量中，精米中锶与其他矿
质元素均表现为正相关关系(只有与S的相关系数为 -0.056)，而在糙米中锶只与
Fe、Cu、Mn、Ca和K表现为正相关，而与其他矿质元素表现为负相关关系(如果
相关系数绝对值不大，达不到10%的概率，则该说法不适宜)[10]。王小平等测定
16 种中国大米和 11 种日本大米时发现，锶含量与镁含量之间存在显著的负相关
关系(相关系数为 -0.627 8)[12]，可能是因为锶和镁同为碱土金属元素，竞争稻株
根系的吸收、转运途径。
从已有的研究结果看，不同的研究者得出的结论不一样，一方面可能是由于所选试
验材料不同，另一方面也可能与分析时选用的水稻组织部位不一样有关。这些研究
结果可以为研究糙米矿质元素间内在关系、基因克隆和功能稻米产业化提供参考。
2.3 影响稻米锶含量的因素
Ambe等研究了水稻植株在稻瘟病诱导下矿质元素的转运和吸收情况，结果表明，
只有Mn、Co、Zn、Se、Rb、Sr、Tc和Re在水稻根系中被检测到，而其他元素
则未被发现；而且只有Mn和Zn稍微比对照高些，而Se、Rb、Tc和Re基本上
没有变化[13]。说明水稻植株中锶的转运和富集不受稻瘟病菌诱导的影响。
Tsukada等对水稻各个生长期地上部锶含量以及收获期精米、米糠、谷壳、稻草
和根中放射性 90Sr和稳定态锶的含量进行了测定，认为水稻植株地上部锶含量主
要取决于生长期并遵循一个S形生长曲线[14]。虽然放射性 90Sr在稻谷的不同组
中有2个数量级的差异：精米中锶含量只有0.6%，超过99%的含量在非食用部位，
其中87%位于稻草中，但 90Sr/Sr的比值保持一个恒定值，只是随试验地点不同
而不同。Sarfraz等测定了Super Basmati和Basmati385等2个水稻品种，在
非盐碱地和含钠盐地等2种不同污染水源和土壤条件下矿质元素的积累情况，结
果表明，虽然在稻米和稻草中都检测到锶的存在，但都没有超过国家规定的限量
(稻米中既有限量要求，为何还要富锶育种？)；分布于上层土壤中的矿质元素更易
转移到植株中，而土壤中锶含量一旦达到一定浓度后，再增加其浓度对水稻中锶的
积累没有明显的效应[15]。杨树明等选取云南不同区域的水稻土、水稻籽粒55个
样品，用等离子体原子发射光谱法(ICP-AES)分别测定糙米、精米及其对应种植的
土壤中18 种矿质元素的含量，对矿质元素在土壤-水稻系统中的迁移规律进行了
分析，结果表明，稻米与土壤间各矿质元素含量密切相关[11]。水稻籽粒中P、Cr、
Sr、Mg、Zn、Cu、S 和Ni 的聚集主要归因于稻田土中矿质元素的聚集和迁移，
其迁移能力大小依次为P、Cr、Sr、Mg、Zn、K、Ca、S、Cu、Ni。说明金属锶
较易从土壤中转运迁移到水稻中。总的来说，不同水稻品种富集金属锶的能力不同，
这为研究和选育富锶水稻品种提供了理论支持。另外，土壤中锶的含量以及其他矿
质元素的存在都会影响水稻植株对锶的吸收与转运。
2.4 水稻中锶含量的遗传分析
目前，关于稻米中锶含量的遗传研究报道很少，基本上处于起步阶段。孙正海等以
十和田品种为轮回亲本、丽粳2号品种为供体，培育出糙米钙含量近等基因系下
的重组近交系261个BC5F6株系，发现与糙米锶含量有关的QTL 位点，它位于
第1染色体号标记RM5362和RM5794 之间，贡献率为3.93%[16]。控制钙含
量和锶含量的QTL 在同一连锁群内，2个位点距离很近，认为控制钙含量和锶含
量的基因间可能存在连锁现象。
3 锶在其他研究中的用途
通过放射态锶 89Sr可以研究金属离子从土壤转移到植株的过程和数量，也可以分
析金属元素在植株不同部位的积累量。Reddy等利用9种不同金属为γ放射源，
比较诱导水稻叶绿素突变产生的频率，结果表明，Sr、Fe和Pb相对于Ba、Ca、
Cu和Hg而言，具有非常微弱的强诱导率[17]。史建君等采用同位素示踪技术研
究水稻对 89Sr的吸收及在稻田中撒施少量硅藻土对其吸收的影响，结果表明，田
中的 89Sr将向水稻转移，通过吸附和吸收作用在水稻各部位中积累，稻根中的
89Sr比活度高于其余部位，且发现硅藻土撒施范围内，未能明显降低水稻对 89Sr
的吸收和累积， 89Sr在水稻中的纵向分布与土层深度呈单项指数负相关关系[18]。
Choi等利用放射性 90Sr和 137Cs检测土壤中Sr转移到植株叶片和根的量[19]。
Gonzálvez等利用包括锶在内的32种矿质元素追踪46份稻米的出产地和分类，
准确率达91.3%[20]。Okamoto用3种已知Cd含量(低、中、高)的日本水稻作
参照，分析了水稻中包括锶在内的21种矿质元素的含量，通过同位素稀释-电感
耦合等离子体-质谱法(ID-ICP-MS)检测发现，这3个水稻除了Cd含量差异明显
外，其他矿质元素的含量基本上一样，可以作为检测稻米中Cd含量的标准参照物
[21]。
4 富锶稻米选育策略
医学推荐人体每天锶摄入量为1.9 mg，但目前稻米最高含量仅0.6 mg/kg，一般
稻米含量只有0.2 mg/kg。稻米是世界上超过一半人口的主粮，提高稻米中锶含
量是有效保证人体正常摄取的一种简便有效的方式。目前，有关稻米中锶含量的研
究还相对较少，尤其是稻米锶含量的遗传研究，还有待加强。对选育富锶功能稻米，
笔者认为应该做好以下几个方面工作：(1)高锶含量水稻资源的筛选。 采用ICP-
MS等方法对现有水稻资源进行矿质元素含量的广泛筛选，寻找表现极端高锶含量
的水稻资源。美国国家水稻研究中心对来源于世界116个国家和地区的1 764份
水稻核心种质进行了2年2点不同灌溉处理(连续淹水和间歇浇水)，分析包括锶在
内的16种矿质元素含量，筛选出各种矿质元素含量极端的个体(私人通讯)(0.02 ～
0.75 mg/kg)。笔者认为，除筛选鉴定极端品种资源外，还应该加强对不同年份、
不同土壤和气候条件下都表现稳定的高锶含量品种的选择。(2)开展稻米锶含量的
遗传学研究。选择在多个年份和多个地点下表现稳定的2类极端资源杂交配组，
构建F2分离群体和分子连锁图谱，进行QTL定位分析，筛选、发掘与锶含量紧
密连锁的分子标记，用于后续的分子标记辅助育种(已发现的QTL仅 4%效应，还
不够，要继续发掘主要基因)；或精细定位与克隆高锶基因，为理解控制锶含量的
机制奠定基础。(3)开展富锶功能稻米的选育。将高锶水稻资源与生产上主推品种
进行杂交或回交，利用与高锶含量紧密连锁的分子标记辅助选择回交群体，结合田
间农艺性状观察，初筛选出具有高锶特征条带类型和农艺性状优良的株系进行
ICP-MS分析，最终获得高产优良的富锶水稻新品系。
【相关文献】
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2024年4月21日发(作者：银代蓝)
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骨骼、牙齿和心血管健康具有重要意义.稻米是超过世界一半人口的主粮,通过稻米
补充锶是一种安全和方便的途径.本文就锶对人体的作用、稻米中锶含量研究进展、
锶与其他矿质元素的关系、影响稻米中锶富集的因素以及锶在其他方面的用途进行
了综述,并提出了筛选富锶功能稻米的研究思路.
【期刊名称】《江苏农业科学》
【年(卷),期】2012(040)008
【总页数】3页(P79-81)
【关键词】水稻;锶;富锶稻米
【作 者】虞德容;张启军
【作者单位】江苏省农业科学院农业经济与信息研究所,江苏南京210014;江苏省
农业科学院粮食作物研究所,江苏南京210014
【正文语种】中 文
【中图分类】S332
锶是碱土金属中丰度最小的化学元素，化学符号为Sr，原子序数是38，属于周期
表的2A族，具银白色光泽。锶在自然界主要以化合态存在，主要的矿石有天青石
(SrSO4)和菱锶矿(SrCO3)。在工业上锶主要用于制造合金、光电管和照明灯，锶
的化合物用于制信号弹、烟火等。质量数为90的锶是一种放射性同位素，是铀-
235的裂变产物，半衰期为28.1年，可作β射线的放射源，在医学上有一定的应
用。锶是人体必需的微量元素，对人体的功能具有不可替代的作用。本文就锶在人
体中的作用、稻米中锶含量研究进展以及锶在其他方面的用途和富锶功能稻米的选
育策略进行了综述与探讨。
1 锶在人体中的作用
锶和其他人体必需微量元素一样，在人体中的含量非常少，但对维持正常的生命活
动不可或缺。人体每日需摄入锶1.9 mg左右，锶具有强化骨骼、提高智力、延缓
衰老和养颜的辅助功效。
1.1 维护骨骼健康
骨骼的正常生长需要多种元素维持，如钙、磷等，锶也是其中的一种。锶是骨骼和
牙齿的组成成分，可强壮骨骼，维护牙齿健康。如果缺少了锶，可能引起骨骼和牙
齿发育不健全以及一些其他不健康的症状[1-2]。在临床上可通过观察锶的聚集情
况来判断骨折的愈合情况。
1.2 预防 “三高”和心血管疾病
人体内钠过多容易引起高血压、高血脂、高血糖和心血管疾病，而锶能减少人体对
钠的吸收，其作用机制可能是在肠内锶与钠竞争吸收部位。同时，锶能加大钠随尿
液的排出量，从而降低体内的钠含量[3]；另外锶还与心血管的功能及构造有关系。
所以，锶有预防“三高”和心血管疾病的作用[4]。近年来经调查发现，冠心病、
肺心病病人头发内锶含量明显低于健康人。长寿老人聚居地的土壤和水中锶含量明
显高于对照组地区[5]。
1.3 刺激神经肌肉的兴奋
锶和神经肌肉的兴奋有很大的关系。医学上，应用溴化锶、碘化锶、水杨酸锶、乳
酸锶可以治疗荨麻疹、皮疹、甲状腺功能不全引起的抽搐等病症。
1.4 人体缺锶的症状表现
长期以来，人们只注重骨骼发育与维生素D、钙的相关性，而忽视了锶在人体中
的重要作用。最新研究资料表明，人体一旦缺乏锶，将会引起体内代谢紊乱，同时
会出现肢体乏力、出虚汗、骨骼发育迟缓等症状，还会引起骨质疏松等严重后果
[1]。缺锶最严重时还有可能使人患上肿瘤。当然，人体内锶过量时也会引起不适，
如轻微的消化道反应：恶心、胃部不适等；骨骼生长发育过快，表现为关节粗大、
疼痛，严重时可引起骨骼变形、脆弱、肌肉萎缩及贫血等。
2 水稻中锶含量研究进展
2.1 稻米中锶的含量
明确各种水稻中锶含量是选育富锶水稻的前提和基础。国家对矿泉水锶含量有严格
规定，其标准为 0.2～4 mg/L，可以作为参照[6]；医学上推荐的标准为人体每日
需摄入锶 1.9 mg 左右。裘凌沧等对国内外 252 份稻米(其中包括 33 份红米和 9
份紫米)采用等离子体发射光谱法(ICP-AES)测定有色糙米和白糙米中18种无机元
素的含量，结果表明，有色糙米与精白米中锶含量无显著差异，普通白米、红米和
紫米中的锶含量分别为 0.24、0.17、0.10 mg/kg[7]。宋豫秦等利用ICP对科尔
沁沙地奈曼旗的衬膜水稻和滩涂水稻进行了营养元素分析，并与同处中国北方的东
北水稻和山东水稻的数据加以类比，结果显示，沙地衬膜水稻营养元素含量相对贫
瘠，而滩涂水稻的P、Fe、B、Al、Ca、Sr含量均高于其他 3 种水稻，这可能与
沿河滩涂静水中离子富集有关[8]。有研究表明，科尔沁沙地 2 种类型的水稻中(衬
膜水稻和滩涂水稻)锶含量分别达到 0.5、0.6 mg/kg，显著高于其他材料(东北水
稻和山东水稻的锶含量只有 0.2 mg/kg 左右)，这为培育与获得富锶水稻创造了地
理条件。
曾亚文等利用以十和田为受体、丽粳 2 号为父本构建的NIL和BC5 F5群体，在
421.55 nm 的分析线处分别测定了锶在十和田、丽粳2号、NIL和BC5 F5群体
糙米中的平均含量，为 0.256、0.343、0.340、0.355 mg/kg，说明通过构建群
体和品种选育可以获得锶含量较高的水稻品种[9]。曾亚文等采用电感耦合等离子
体原子发射光谱法(ICP-AES)，对云南55个水稻改良品种的糙米、精米及其对应
的土壤18种矿质元素进行了测定与分析，其中锶在糙米、精米和土壤中平均含量
分别为 0.35、0.24、0.22 mg/kg，说明精米与糙米中锶含量相差很大[10]。对于
一些特殊人群(血糖偏高者)和预防癌症者来说，食用糙米比精米更有利于获得锶。
杨树明等选取云南不同区域的水稻土及相应种植获得的水稻籽粒，用等离子体原子
发射光谱法(ICP-AES)分别测定糙米、精米及其对应土壤中18 种矿质元素的含量，
比较了糙米和精米中18 种矿质元素的含量差异，结果表明，18种矿质元素含量
在水稻品种(系)间差异极大，糙米和精米中锶的平均含量位列18种矿质元素的末
位，变异系数则位列中游，说明锶在糙米或精米中含量比较稳定[11]。王小平等收
集了 16 种中国大米和 11 种日本大米，经过微波消解或干灰化法处理后，采用电
感耦合等离子体发射光谱法(ICP-OES) 和电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS) 测得
16种中国大米锶的平均含量为 129.2 μg/kg，最低为 0.81 μg/kg，最高为 310.1
μg/kg；在 11 种日本大米中则分别为 96.1、63.17、114.3 μg/kg[12]。由此可
见，日本大米的 3 个指标均低于中国大米。有研究表明，不同品种类型、不同产
地稻米中锶的含量具有很大差异，但其最高含量不超过0.6 mg/kg[8]。从目前中
国国民的饮食结构看，平均每人每天约消耗大米 0.3 kg，其中锶摄入量不及医学
推荐标准[1.9 mg/(人·d)]的 1/10。因此，加强稻米中的富锶研究很有必要。
2.2 稻米中锶与其他矿质元素的关系
曾亚文等测定了17种矿质元素在利用以十和田为受体，丽粳2号为父本构建的
NIL和BC5 F5群体糙米中的平均含量，对锶与其他16种矿质元素的相关性分析
结果表明，Sr与Mo、Ni、Fe、Cr、Na、Al、P、Sn、B、Ca 等10种矿质元素
呈极显著正相关关系(相关系数变化范围为 0.246～0.794)；与Mn表现为显著正
相关关系(0.246)；而与S、Cu、Zn和Mg等 4 种元素相关性不显著[9]。曾亚文
等又采用电感耦合等离子体原子发射光谱法(ICP-AES) 对云南省55个水稻改良品
种的精米、糙米及其对应的土壤中18种矿质元素进行测定与分析，结果显示，无
论是在精米还是在糙米中，锶含量均与土壤中锶含量呈极显著正相关关系(相关系
数分别为 0.641 和 0.598)[10]，说明选育富锶功能性水稻，可以在土壤中施用适
量的锶矿并选育能够富集锶的水稻品种；精米与糙米的锶含量也呈极显著正相关关
系(相关系数为 0.656)。在测定的18种矿质元素平均含量中，精米中锶与其他矿
质元素均表现为正相关关系(只有与S的相关系数为 -0.056)，而在糙米中锶只与
Fe、Cu、Mn、Ca和K表现为正相关，而与其他矿质元素表现为负相关关系(如果
相关系数绝对值不大，达不到10%的概率，则该说法不适宜)[10]。王小平等测定
16 种中国大米和 11 种日本大米时发现，锶含量与镁含量之间存在显著的负相关
关系(相关系数为 -0.627 8)[12]，可能是因为锶和镁同为碱土金属元素，竞争稻株
根系的吸收、转运途径。
从已有的研究结果看，不同的研究者得出的结论不一样，一方面可能是由于所选试
验材料不同，另一方面也可能与分析时选用的水稻组织部位不一样有关。这些研究
结果可以为研究糙米矿质元素间内在关系、基因克隆和功能稻米产业化提供参考。
2.3 影响稻米锶含量的因素
Ambe等研究了水稻植株在稻瘟病诱导下矿质元素的转运和吸收情况，结果表明，
只有Mn、Co、Zn、Se、Rb、Sr、Tc和Re在水稻根系中被检测到，而其他元素
则未被发现；而且只有Mn和Zn稍微比对照高些，而Se、Rb、Tc和Re基本上
没有变化[13]。说明水稻植株中锶的转运和富集不受稻瘟病菌诱导的影响。
Tsukada等对水稻各个生长期地上部锶含量以及收获期精米、米糠、谷壳、稻草
和根中放射性 90Sr和稳定态锶的含量进行了测定，认为水稻植株地上部锶含量主
要取决于生长期并遵循一个S形生长曲线[14]。虽然放射性 90Sr在稻谷的不同组
中有2个数量级的差异：精米中锶含量只有0.6%，超过99%的含量在非食用部位，
其中87%位于稻草中，但 90Sr/Sr的比值保持一个恒定值，只是随试验地点不同
而不同。Sarfraz等测定了Super Basmati和Basmati385等2个水稻品种，在
非盐碱地和含钠盐地等2种不同污染水源和土壤条件下矿质元素的积累情况，结
果表明，虽然在稻米和稻草中都检测到锶的存在，但都没有超过国家规定的限量
(稻米中既有限量要求，为何还要富锶育种？)；分布于上层土壤中的矿质元素更易
转移到植株中，而土壤中锶含量一旦达到一定浓度后，再增加其浓度对水稻中锶的
积累没有明显的效应[15]。杨树明等选取云南不同区域的水稻土、水稻籽粒55个
样品，用等离子体原子发射光谱法(ICP-AES)分别测定糙米、精米及其对应种植的
土壤中18 种矿质元素的含量，对矿质元素在土壤-水稻系统中的迁移规律进行了
分析，结果表明，稻米与土壤间各矿质元素含量密切相关[11]。水稻籽粒中P、Cr、
Sr、Mg、Zn、Cu、S 和Ni 的聚集主要归因于稻田土中矿质元素的聚集和迁移，
其迁移能力大小依次为P、Cr、Sr、Mg、Zn、K、Ca、S、Cu、Ni。说明金属锶
较易从土壤中转运迁移到水稻中。总的来说，不同水稻品种富集金属锶的能力不同，
这为研究和选育富锶水稻品种提供了理论支持。另外，土壤中锶的含量以及其他矿
质元素的存在都会影响水稻植株对锶的吸收与转运。
2.4 水稻中锶含量的遗传分析
目前，关于稻米中锶含量的遗传研究报道很少，基本上处于起步阶段。孙正海等以
十和田品种为轮回亲本、丽粳2号品种为供体，培育出糙米钙含量近等基因系下
的重组近交系261个BC5F6株系，发现与糙米锶含量有关的QTL 位点，它位于
第1染色体号标记RM5362和RM5794 之间，贡献率为3.93%[16]。控制钙含
量和锶含量的QTL 在同一连锁群内，2个位点距离很近，认为控制钙含量和锶含
量的基因间可能存在连锁现象。
3 锶在其他研究中的用途
通过放射态锶 89Sr可以研究金属离子从土壤转移到植株的过程和数量，也可以分
析金属元素在植株不同部位的积累量。Reddy等利用9种不同金属为γ放射源，
比较诱导水稻叶绿素突变产生的频率，结果表明，Sr、Fe和Pb相对于Ba、Ca、
Cu和Hg而言，具有非常微弱的强诱导率[17]。史建君等采用同位素示踪技术研
究水稻对 89Sr的吸收及在稻田中撒施少量硅藻土对其吸收的影响，结果表明，田
中的 89Sr将向水稻转移，通过吸附和吸收作用在水稻各部位中积累，稻根中的
89Sr比活度高于其余部位，且发现硅藻土撒施范围内，未能明显降低水稻对 89Sr
的吸收和累积， 89Sr在水稻中的纵向分布与土层深度呈单项指数负相关关系[18]。
Choi等利用放射性 90Sr和 137Cs检测土壤中Sr转移到植株叶片和根的量[19]。
Gonzálvez等利用包括锶在内的32种矿质元素追踪46份稻米的出产地和分类，
准确率达91.3%[20]。Okamoto用3种已知Cd含量(低、中、高)的日本水稻作
参照，分析了水稻中包括锶在内的21种矿质元素的含量，通过同位素稀释-电感
耦合等离子体-质谱法(ID-ICP-MS)检测发现，这3个水稻除了Cd含量差异明显
外，其他矿质元素的含量基本上一样，可以作为检测稻米中Cd含量的标准参照物
[21]。
4 富锶稻米选育策略
医学推荐人体每天锶摄入量为1.9 mg，但目前稻米最高含量仅0.6 mg/kg，一般
稻米含量只有0.2 mg/kg。稻米是世界上超过一半人口的主粮，提高稻米中锶含
量是有效保证人体正常摄取的一种简便有效的方式。目前，有关稻米中锶含量的研
究还相对较少，尤其是稻米锶含量的遗传研究，还有待加强。对选育富锶功能稻米，
笔者认为应该做好以下几个方面工作：(1)高锶含量水稻资源的筛选。 采用ICP-
MS等方法对现有水稻资源进行矿质元素含量的广泛筛选，寻找表现极端高锶含量
的水稻资源。美国国家水稻研究中心对来源于世界116个国家和地区的1 764份
水稻核心种质进行了2年2点不同灌溉处理(连续淹水和间歇浇水)，分析包括锶在
内的16种矿质元素含量，筛选出各种矿质元素含量极端的个体(私人通讯)(0.02 ～
0.75 mg/kg)。笔者认为，除筛选鉴定极端品种资源外，还应该加强对不同年份、
不同土壤和气候条件下都表现稳定的高锶含量品种的选择。(2)开展稻米锶含量的
遗传学研究。选择在多个年份和多个地点下表现稳定的2类极端资源杂交配组，
构建F2分离群体和分子连锁图谱，进行QTL定位分析，筛选、发掘与锶含量紧
密连锁的分子标记，用于后续的分子标记辅助育种(已发现的QTL仅 4%效应，还
不够，要继续发掘主要基因)；或精细定位与克隆高锶基因，为理解控制锶含量的
机制奠定基础。(3)开展富锶功能稻米的选育。将高锶水稻资源与生产上主推品种
进行杂交或回交，利用与高锶含量紧密连锁的分子标记辅助选择回交群体，结合田
间农艺性状观察，初筛选出具有高锶特征条带类型和农艺性状优良的株系进行
ICP-MS分析，最终获得高产优良的富锶水稻新品系。
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