中国小麦微核心种质籽粒cuzn积累差异性分析及低积累品种筛选1
为减少污染农田重金属进入食物链，筛选籽粒重金属低积累型作物品种，采用重金属污染农田原位筛选方式，两年田间试验，研究了262份小麦微核心种质的籽粒对重金属铜（Cu）和锌（Zn）积累的差异。结果表明污染农田土壤Cu、Zn含量分别为1150.4 、213.2 mg kg-1，Cu超过我国土壤环境质量Ⅱ级标准(GB15618-1995)，Zn接近Ⅱ级标准。262个品种或品系的小麦籽粒对Cu和Zn的积累能力存在明显的差异性，其中小麦籽粒Cu含量两年变幅分别为5.92 ~ 16.50 、6.93 ~ 21.16 mg/kg；籽粒中Zn含量两年的变幅分别为34.47 ~ 82.68、42.88 ~ 91.07 mg kg-1。以NY861—2004 的限量（Cu≦10 mg kg-1、Zn≦50 mg kg-1）为评价标准，其中Cu含量两年的超标率分别为64.9 %和88.5 %；两年Zn超标样品分别有235和245个，超标率达89.8 %、93.8 % 。采用K-均值聚类法将262份微核心种质划分为低积累、较低积累、中间型、较高积累、高积累五个类群，根据两年田间筛选综合比较得出出山豹、红春麦、红和尚头、老齐麦、新曙光6号、和尚麦为Cu低积累品种；出山豹、水源86、半截芒、KaBKa3(高加索)、藏冬4号、吕旱、线麦为Zn低积累品种。这其中出山豹为Cu和Zn均低积累品种。
目录
摘要 1
关键词 1
Abstract. 1
Key words 2
引言 2
1：材料与方法 3
1.1 实验田概况 3
1.2 供试材料 3
1.3 试验设计 3
1.4样品处理与分析 3
1.4.1土壤样品的分析测定 3
1.4.2小麦籽粒重金属含量测定 4
1.4.3 小麦籽粒富集系数： 4
1.5数据统计分析方法 4
1.6污染评价标准 4
2结果与分析 5
2.1不同类型小麦重金属含量差异 5
2.2 中国小麦微核心种质重金属低积累品种筛选 5
2.2.1 Cu低积累品种筛选 6
2.2.2 Zn低积累品种筛 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: *351916072*
选 8
2.3 重复之间及重金属间相关性分析 9
3讨论 10
致谢 11
参考文献 11
中国小麦微核心种质籽粒Cu、Zn积累差异性分析及低积累品种筛选
引言
引言
随着矿产资源的大量开发利用、工业的快速发展、农业污水灌溉及化肥农药的大量使用，进一步使得农田土壤重金属污染日益严重[13]。根据2014年《全国土壤污染状况调查公报》显示，重金属铜、锌的超标率分别占无机污染物点位超标率的2.1 %、0.9%[4]。虽然Cu和Zn是植物正常生长需要的必需元素，但是其过量会对植物造成一定的毒害[56]。研究表明过量的Cu和Zn影响农作物种子的发芽率，植株生物量，生长形态及导致其他矿质营养元素的吸收减少，以及产量减少，同时重金属含量超标对人类的健康造成一定的威胁[78]。
据环保部门统计我国每年受重金属污染的粮食达1200 万吨[9]。小麦作为一种主要的农作物，其可食用部位的安全问题与人类健康密切相关[10]。近年来关于小麦籽粒中重金属含量及健康风险评估方面有很多报道，Wang 等2013年在中国扬子江流域调查了126份土壤样品和小麦籽粒中Cu和Zn的含量，结果表明很多位点小麦籽粒Cu、Zn超标，Cu在秸秆中积累较高，Zn更容易向籽粒中转运[11]；孙亚芳等2015年在天津污灌区污染农田调查发现小麦籽粒Cu和Zn超标情况分别为：Cu 10.9~61.3mg/kg；Zn 62.2~333mg/kg，均超出国家限定标准（Cu≦10 mg kg1、Zn≦50 mg kg1）[12]；Zeng 等2015年调查研究发现Zn 和Cu比其它重金属更容易在小麦籽中积累，部分样品中小麦籽粒Zn超标[13]。重金属污染对人类健康已造成了严重的威胁[14]。许多学者在Cu和Zn元素对小麦生理生长影响及在小麦植株中的分布方面也做了很多工作，如：Semenzin 等研究表明土壤中过量的Cu导致小麦地上部Fe等矿质元素吸收减少10.3%[15]；陈潇霖等利用溶液培养实验，研究了不同 Ca 浓度和 Cu /Zn 配比下，Cu和 Zn 对小麦的联合毒性，预测保护性阳离子存在下和不同重金属浓度配比下，种重金属的联合毒性作用，为重金属联合毒性风险评价提供依据[1617]。但关于适用于锌中、重度污染农田种植的小麦品种鲜有报道。
我国小麦种质资源丰富，现保存原产于中国的普通小麦种质资源约2万余份，为了有效地利用这些丰富的小麦种质资源，1999 年，我国开始构建普通小麦的核心种质，为遗传资源的保存、研究和利用开辟了新的途径，促进了遗传资源的利用和研究[18]。中国小麦微核心种质则是普通小麦微核心种质资源的进一步浓缩，200300份品种（系）仅占基础种质资源分数的1% ,而遗传代表性接70%。这一种质资源由郝晨阳等应用分子标记对初选核心种质进行基因型分析, 分层分组聚类, 辅之以个别材料优先入选的基础上构建而成[19]。本文以具有广泛遗传多样性的中国小麦微核心种质为实验材料，在江苏省南京市某铜矿区附近代表性污染农田种植，筛选对重金属胁迫具有一定的抗性并且籽粒中重金属Cu低积累且Zn含量在安全范围内的优良小麦品种，对于合理利用重金属污染农田具有一定的实践意义。
1：材料与方法
1.1 实验田概况
实验田位于南京市某铜矿区污染农田年平均气温15.9℃，年平均降水量为1090.4mm。试验地土壤基本理化性状为：pH 7.55，试验地土壤基本理化性状为：铵态氮（N） 31.330 mg kg1，有效磷（P）30.150 mg kg1，速效钾（K）72.14 mg kg1，有机质 7.007 g kg1。试验地土壤重金属平均含量：Cu为1150.4 mg kg1，Zn为213.2 mg kg1；DTPACu为179.9 mg kg1，DTPAZn为146.1 mg kg1。污染状况评价：土壤中Cu 、Zn重金属含量均已超过江苏省土壤背景值，土壤Cu含量超过我国土壤环境质量Ⅱ级标准(GB156181995)，Zn接近Ⅱ级标准。
1.2 供试材料
中国小麦微核心种质262份，由中国农业科学院作物科学研究所张学勇研究员提供。材料从粒色上划分共有白粒85份，红粒177份，品种类型包括地方品种有156份，现代改良品种93份，国外引进品种13份，其中的248个中国小麦基因型分布在中国十大麦区，以黄淮冬麦区和长江中下游冬麦区的基因型最多。
1.3 试验设计
262份中国小麦微核心种质于20142016年度（11月播种，次年6月份收获），采用完全随机区组设计，3次重复，行长1m，行距25cm，点播，每行10穴，每穴3粒，出苗后间苗，每穴留取1株健壮幼苗，株距10cm，每两行空一行，常规田间管理。成熟后，每行选取代表性植株取样，统一人工脱粒。
1.4样品处理与分析
1.4.1土壤样品的分析测定
目录
摘要 1
关键词 1
Abstract. 1
Key words 2
引言 2
1：材料与方法 3
1.1 实验田概况 3
1.2 供试材料 3
1.3 试验设计 3
1.4样品处理与分析 3
1.4.1土壤样品的分析测定 3
1.4.2小麦籽粒重金属含量测定 4
1.4.3 小麦籽粒富集系数： 4
1.5数据统计分析方法 4
1.6污染评价标准 4
2结果与分析 5
2.1不同类型小麦重金属含量差异 5
2.2 中国小麦微核心种质重金属低积累品种筛选 5
2.2.1 Cu低积累品种筛选 6
2.2.2 Zn低积累品种筛 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: *351916072*
选 8
2.3 重复之间及重金属间相关性分析 9
3讨论 10
致谢 11
参考文献 11
中国小麦微核心种质籽粒Cu、Zn积累差异性分析及低积累品种筛选
引言
引言
随着矿产资源的大量开发利用、工业的快速发展、农业污水灌溉及化肥农药的大量使用，进一步使得农田土壤重金属污染日益严重[13]。根据2014年《全国土壤污染状况调查公报》显示，重金属铜、锌的超标率分别占无机污染物点位超标率的2.1 %、0.9%[4]。虽然Cu和Zn是植物正常生长需要的必需元素，但是其过量会对植物造成一定的毒害[56]。研究表明过量的Cu和Zn影响农作物种子的发芽率，植株生物量，生长形态及导致其他矿质营养元素的吸收减少，以及产量减少，同时重金属含量超标对人类的健康造成一定的威胁[78]。
据环保部门统计我国每年受重金属污染的粮食达1200 万吨[9]。小麦作为一种主要的农作物，其可食用部位的安全问题与人类健康密切相关[10]。近年来关于小麦籽粒中重金属含量及健康风险评估方面有很多报道，Wang 等2013年在中国扬子江流域调查了126份土壤样品和小麦籽粒中Cu和Zn的含量，结果表明很多位点小麦籽粒Cu、Zn超标，Cu在秸秆中积累较高，Zn更容易向籽粒中转运[11]；孙亚芳等2015年在天津污灌区污染农田调查发现小麦籽粒Cu和Zn超标情况分别为：Cu 10.9~61.3mg/kg；Zn 62.2~333mg/kg，均超出国家限定标准（Cu≦10 mg kg1、Zn≦50 mg kg1）[12]；Zeng 等2015年调查研究发现Zn 和Cu比其它重金属更容易在小麦籽中积累，部分样品中小麦籽粒Zn超标[13]。重金属污染对人类健康已造成了严重的威胁[14]。许多学者在Cu和Zn元素对小麦生理生长影响及在小麦植株中的分布方面也做了很多工作，如：Semenzin 等研究表明土壤中过量的Cu导致小麦地上部Fe等矿质元素吸收减少10.3%[15]；陈潇霖等利用溶液培养实验，研究了不同 Ca 浓度和 Cu /Zn 配比下，Cu和 Zn 对小麦的联合毒性，预测保护性阳离子存在下和不同重金属浓度配比下，种重金属的联合毒性作用，为重金属联合毒性风险评价提供依据[1617]。但关于适用于锌中、重度污染农田种植的小麦品种鲜有报道。
我国小麦种质资源丰富，现保存原产于中国的普通小麦种质资源约2万余份，为了有效地利用这些丰富的小麦种质资源，1999 年，我国开始构建普通小麦的核心种质，为遗传资源的保存、研究和利用开辟了新的途径，促进了遗传资源的利用和研究[18]。中国小麦微核心种质则是普通小麦微核心种质资源的进一步浓缩，200300份品种（系）仅占基础种质资源分数的1% ,而遗传代表性接70%。这一种质资源由郝晨阳等应用分子标记对初选核心种质进行基因型分析, 分层分组聚类, 辅之以个别材料优先入选的基础上构建而成[19]。本文以具有广泛遗传多样性的中国小麦微核心种质为实验材料，在江苏省南京市某铜矿区附近代表性污染农田种植，筛选对重金属胁迫具有一定的抗性并且籽粒中重金属Cu低积累且Zn含量在安全范围内的优良小麦品种，对于合理利用重金属污染农田具有一定的实践意义。
1：材料与方法
1.1 实验田概况
实验田位于南京市某铜矿区污染农田年平均气温15.9℃，年平均降水量为1090.4mm。试验地土壤基本理化性状为：pH 7.55，试验地土壤基本理化性状为：铵态氮（N） 31.330 mg kg1，有效磷（P）30.150 mg kg1，速效钾（K）72.14 mg kg1，有机质 7.007 g kg1。试验地土壤重金属平均含量：Cu为1150.4 mg kg1，Zn为213.2 mg kg1；DTPACu为179.9 mg kg1，DTPAZn为146.1 mg kg1。污染状况评价：土壤中Cu 、Zn重金属含量均已超过江苏省土壤背景值，土壤Cu含量超过我国土壤环境质量Ⅱ级标准(GB156181995)，Zn接近Ⅱ级标准。
1.2 供试材料
中国小麦微核心种质262份，由中国农业科学院作物科学研究所张学勇研究员提供。材料从粒色上划分共有白粒85份，红粒177份，品种类型包括地方品种有156份，现代改良品种93份，国外引进品种13份，其中的248个中国小麦基因型分布在中国十大麦区，以黄淮冬麦区和长江中下游冬麦区的基因型最多。
1.3 试验设计
262份中国小麦微核心种质于20142016年度（11月播种，次年6月份收获），采用完全随机区组设计，3次重复，行长1m，行距25cm，点播，每行10穴，每穴3粒，出苗后间苗，每穴留取1株健壮幼苗，株距10cm，每两行空一行，常规田间管理。成熟后，每行选取代表性植株取样，统一人工脱粒。
1.4样品处理与分析
1.4.1土壤样品的分析测定
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