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水稻铬毒害和耐性的生理与分子机理研究
水稻是我国最重要的粮食作物之一，但是种植水稻所在区域的大气、土壤等环境中易含有大量的重金属，如铬(Cr)，硒(Se)、汞(Hg)等，这些重金属有些是人为产生的污染物，长期种植在含有高浓度重金属的土壤中，不仅会影响到水稻的生长，还会对人类健康造成危害。因此研究重金属对水稻的铬毒害和耐性的机理对于水稻生产和人类健康具有重要的意义。
1.铬对水稻的形态、生长、生理的影响
铬是一种广泛存在于地壳中的重金属，它在天然环境和工业活动中都可能存在，并且是非常难降解的。氧化态的Cr（VI）比还原态的Cr（III）毒性更大，Cr（VI）通常被认为是有害的，且有很强的致癌性。在含有高浓度Cr（VI）的土壤环境中，水稻受到了很大的影响，如降低了水稻的生长、减少了种子发芽和生产、抑制了光合作用、破坏了叶片细胞壁和影响了细胞膜的完整性。同时，还会破坏水稻根系，减少维管束的数量和直径的大小，因此其对水稻的产量和品质也产生了负面的影响。
2.水稻对铬的耐性机制
水稻在重金属污染环境下生长，需要调节产生适应性或者耐性的机制来应对，以减轻水稻的受害程度。有一些育种和生理方面的研究可以明确这个问题：
1）低迁移率
稻米具有较低的迁移率，如稻米与所在土壤中Cr含量的比值，能明确反映水稻对Cr的耐性。在含有你Cr高浓度土壤中，随着土壤中Cr浓度的增加，稻米部分Cr的比例下降了，表明水稻能够显著抑制Cr的迁移。该结果说明了水稻在含有Cr高浓度的土壤中生长，它能够通过调控Cr的吸收和转运来规避Cr与自身的危害。
2）普遍存在的植物翻译后修饰系统（PTMs）
PMTs包括蛋白质糖基化、多肽修饰、甲基化、叶绿素修饰等。巨多数认为，PTMs对于植物细胞膜的结构和机能至关重要。其中铬对植物内容量的影响不可忽略，但是它会异化出一些结构不同，形态不同、物理化学性质差距大的物质，这些物质会调控某些坐落植物根系中的基因和蛋白质。其作用直接导致植物根系对属于镉、铁、锌和铬这些离子的特化，我们相信透明阐述其机理对铬产量在土壤中充气的村庄非常非常重要。
3）Cr调控植物正反式控制因子的生理机制
根据研究，当植物遭遇胁迫的时候，它们会调整一些信号通路，结合同一或多重基因调控。Cr对植物锌手蛋白及钙调依赖性蛋白的调控使得植物抵御Cr的耐性得以提高。
3.调控铬对水稻影响的分子机制
铬的影响很大程度上与其在水稻体内的浓度有关，那么调控水稻内Cr浓度的分子机制是否存在呢？它们又是哪些分子？
1）解毒酶系统
解毒酶系统是重金属胁迫时植物维持生理平衡的关键机制。其中有GST家族在多种植物中均被证实可以转移GSH，此外还有类Caspase活化蛋白激酶（CPAKs）等几个蛋白。Cr作用在水稻种子上时，水稻内源性GSH的含量和谷胱甘肽过氧化物酶的活性显著上升。
2）化学信号响应基因
从自然环境来看，稻田中铬含量的变化是否会被水稻所感知，然后启动某些基因调解防御策略，这其实和化感作用的机制很相似。研究显示在Cr污染稻田环境中，表征水稻受Nik激酶启动离子交换蛋白的含量上升并参与贫瘠乾旱沙荒地铬污染土壤下的耐性。
3）代谢通路调控
代谢通路调控，如激酶、G蛋白相互作用等能够调控铜、镉、锌和铬等金属的代谢和分布。近年来的研究表明，水稻中的一些代谢通路和分子机制，如月桂酰辅酶A去羧化酶、塑性性LURP1、乙酰辅酶A合成酶等，在重金属胁迫下发挥了重要的作用，这些研究为探讨对策提供了一些宝贵的参考。
综上所述，铬对于水稻的影响是交织复杂的，水稻会通过种种手段，来抵御环境中高浓度Cr的到来。而调节Cr对水稻的影响，其分子机制需要提升的做多。了解这些工作，我们可以通过人工环境工程去改变一些基础状况，改善水稻生长的环境，让一个更加健康的生长状态成为可能。