摘要：
食用大米（Oryza sativa）是人类接触镉的主要途径，尤其是在不吸烟的亚洲人群中。尽管镉的稳定同位素分馏特征为寻找其来源提供了一个潜在的工具，但人们对于镉在整个土壤-水稻-人体系统中的同位素分馏作用知之甚少。本研究对中国南方两个镉污染地区的农田土壤、水稻籽粒和人体尿液中的镉稳定同位素比值进行了测定和分析。另外，通过水培试验，利用两种不同镉吸收和积累的转基因水稻植株，研究了水稻植株中的镉稳定同位素分馏。并在湘潭进行了田间试验，种植了两个不同OsHMA3功能的水稻品种（W0和W4），验证OsHMA3基因在水稻植株中的镉稳定同位素分馏的作用。同位素比值分析结果显示，在这两个镉污染地区，均出现了从土壤到水稻籽粒（δ^114/110Cd_{籽粒-土壤}=+0.40‰）以及从水稻籽粒到尿液（δ^114/110Cd_{尿液-籽粒}=+0.40‰）的优先富集重镉同位素现象。第一次从土壤到水稻籽粒δ^114/110Cd_{籽粒-土壤}的增加主要是由于土壤固相和土壤溶液之间的分配，较重的镉同位素优先富集在土壤溶液中。尽管在水稻植株中，我们发现了多种改变同位素比率的过程，但整个植株的净效应相对较小。此外，从水稻籽粒到尿液δ^114/110Cd的增加可能是由于金属转运蛋白DMT1和ZIP8（负责将食物中的镉吸收到体内）优先富集较重的镉同位素。这些发现为研究土壤-水稻-人类连续体中的镉同位素分馏提供了重要信息，并有助于追踪镉的来源。