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　　近日，我院安全营养所在环境科学与生态学领域国际权威期刊《Journal of Hazardous Materials》（中国科学院一区Top期刊，影响因子10.6）发表题为“Atmospheric versus soil Cadmium exposure in rice (Oryza sativa L.): Divergent toxicological mechanisms and human health risks via integrated multi-omics”的研究论文。该研究系统揭示了大气沉降与土壤根源性镉（Cd）污染对水稻的差异化毒理机制，为农产品质量安全风险评估与精准防控提供了新的科学依据。

　　Cd是农产品中重点管控的重金属污染物。长期以来，学界和监管体系主要关注土壤－根系这一镉吸收途径。然而，随着工业化进程加快，大气颗粒物中的Cd通过叶片直接进入作物的“大气沉降”途径正成为不容忽视的隐患。本研究通过对比水稻根部吸收与叶片吸收两种途径在同等剂量下对Cd的积累、毒理学效应及人体健康风险的影响，发现Cd的初始进入位点决定了其分布模式与毒性后果。

　　研究发现，在同等暴露剂量（150 mg·L¯1）下，叶片吸收途径导致水稻籽粒Cd含量达2.41 mg·kg¯1，是对照组的30.0倍，显著高于根部吸收途径的1.17 mg·kg¯­­­­­­­­­1（14.6倍）。人体健康风险评估显示，叶片吸收和根部吸收的非致癌风险商值（HQ）均超过安全阈值（1.0），其中叶片吸收途径的HQ达9.17，为根部吸收（4.47）的2.05倍。这一发现表明，大气沉降来源的Cd对水稻籽粒安全及人体健康构成更为严峻的威胁。

　　通过整合转录组与代谢组的多组学分析，本研究从分子水平揭示了两种途径的差异化毒性机制：根部吸收触发水稻系统性木质化防御，形成物理屏障限制Cd向籽粒转运，并驱动籽粒碳代谢重分配；而叶片吸收则绕过上述屏障，导致茎秆中超氧化物歧化酶（SOD）活性显著抑制，在籽粒中引发以磷脂耗竭和α-亚麻酸代谢增强为核心的膜损伤应激响应，同时伴随微量元素失衡与蛋白质含量异常升高。

　　该研究建立了Cd污染“路径特异性”健康风险评估框架，明确指出现行以土壤修复为核心的单一防控策略难以有效应对大气沉降带来的食品安全风险。文章建议，在Cd污染农田治理中应建立“土壤－大气”双通道协同防治框架，将大气Cd通量纳入环境风险监测与评估模型。

　　我院安全营养所主要开展农产品质量安全风险评估、农产品营养品质评价及全程质量控制技术体系研究，拥有农业农村部农产品质量安全风险评估实验室（天津）、农业农村部农产品及加工品质量检验测试中心（天津）等省部级技术平台。此次研究成果是我院在农产品产地环境与投入品评价领域取得的又一重要突破，为保障国家粮食安全、完善农产品质量安全监管体系提供了有力的科技支撑。

　　该研究得到了国家自然科学基金（42307511）的资助。安全营养所欧阳小雪博士为论文第一作者，安全营养所张强副研究员与农业农村部环境保护科研监测所马杰研究员为共同通讯作者。

　　文章摘要图