由于人类活动和其它环境因素导致当前镉（Cd）污染问题日益严重,已经对我国粮食安全生产造成严重威胁,并成为潜在的农业和全球环境问题。锌（Zn）与Cd属于同族元素,化学性质相似,目前已有许多利用Zn来降低植物中Cd含量,从而缓解土壤Cd污染的研究。虽然,已知Zn、Cd在植物体内存在拮抗作用和协同作用,但二者互作机理尚不明确。因此,本研究从水稻生理指标、Zn、Cd含量和蛋白质组等方面对水稻体内Zn、Cd作用机制进行研究,结论如下:1、分别采用土壤施肥和叶面施肥的方法对轻度Cd污染土壤施加Zn肥,探究两种不同的施肥方法对水稻品种9311各部位Zn、Cd含量的影响,并对其富集和转运规律进行研究。结果表明,土壤中施加Zn肥量为100 mg·kg^-1时对水稻中的Zn、Cd积累量无显著影响（P>0.05）,当Zn肥添加量为200 mg·kg^-1和400 mg·kg^-1时会促进水稻茎、叶部对Zn和Cd的吸收积累,且Zn和Cd在茎、叶内的积累存在协同作用。Zn肥添加量为400 mg·kg^-1时会促进籽粒对Zn的积累,但对Cd的吸收积累无明显影响。对水稻分蘖期和孕穗期分别进行叶面喷施,所喷施的Zn肥会促进茎部和叶片对Cd的吸收积累,而且孕穗期喷施Zn肥降低了该处理籽粒中Cd含量,但分蘖期叶面施肥对降低糙米和精米中的Cd含量无明显效果。Cd的富集系数进一步证明Zn、Cd在茎、叶中的积累存在协同作用;水稻籽粒部位对Cd的积累能力较弱。从Cd的转运系数变化来看,叶片向糙米中转移Cd的能力要高于茎部向糙米中转移Cd的能力,施加Zn肥后降低了Cd从茎部和叶片向糙米中的转运,从而减少了糙米中Cd的积累量。2、以9311水稻品种为试验材料,通过水培方法,对低Cd浓度处理下的水稻幼苗施加不同浓度的Zn,从水稻幼苗生长、Zn与Cd积累量、抗氧化系统变化趋势等方面进行研究。结果表明:低浓度的Zn会抑制Cd处理水稻幼苗生物量的增加,并促进幼苗对Zn和Cd的吸收积累;100μmol·L^-1 Zn对Cd处理水稻生物量有显著促进作用（P<0.05）,且该处理下的Zn能明显抑制水稻对Cd的吸收;但当Zn浓度达到3.06×10³μmol·L^-1时,Zn对Cd处理水稻具有明显的毒害作用。不同浓度Zn处理下,水稻幼苗地上部的SOD活性、POD活性、APX活性呈先升高后下降趋势,而CAT活性则受到抑制,MDA含量均呈上升趋势。低浓度Zn与Cd发生协同作用,促进水稻对Zn和Cd的吸收,抑制水稻生长;中等浓度Zn与Cd发生拮抗作用,抑制水稻对Zn、Cd的吸收,提高SOD、POD活性,促进水稻生长;但当Zn浓度达到一定值时,虽然Zn与Cd也发生拮抗作用,但仍会对水稻生长产生明显的抑制作用,损伤幼苗抗氧化系统。3、采用iTRAQ标记技术对正常生长水稻和Zn、Cd处理水稻根系中差异表达的蛋白质进行鉴定研究。共鉴定到4008个蛋白,筛选出332个差异表达的蛋白质,其中上调蛋白质192个,下调蛋白质140个。GO功能分析和KEGG通路分析结果表明,所鉴定的差异表达蛋白质主要是催化活性蛋白和结合蛋白等,在水稻根部主要参与了谷胱甘肽代谢、苯丙烷类代谢、碳固定、半胱氨酸和蛋氨酸代谢、糖酵解/糖异生、丙酮酸代谢和氧化磷酸化等代谢途径。为寻找水稻根部中参与转运Zn和Cd的蛋白质,对与离子转运相关的差异蛋白进行研究,发现有7个表达存在差异的蛋白质参与了离子转运,其中,A0A1B1ELU7（对应基因名:HMA4）有可能是水稻根部具有转运Zn²⁺和Cd²⁺功能的的蛋白质。