子粒镉低积累型甜糯玉米材料的筛选

为筛选出在不同土壤镉(Cd)浓度胁迫下子粒Cd低积累型的甜糯玉米(Zea mays L.)材料,以45份甜糯玉米材料为对象,采用盆栽试验,设置2个土壤添加外源Cd处理,即C1(1.3 mg/kg)和C2(3.2 mg/kg),以不额外添加Cd为对照(CK),对甜糯玉米材料子粒Cd的积累差异进行研究。结果表明,甜糯玉米子粒Cd含量随土壤中Cd浓度的增加而增加,且在材料间存在极显著差异(P<0.01)。不同Cd浓度下,所有甜糯玉米材料子粒Cd的富集系数均小于1。聚类分析发现,有15份材料在不同Cd浓度下均表现出子粒低积累特性,其中S18、S29、S30、S36和S44这5份材料子粒的Cd含量在不同处理下均小于食品安全国家标准的0.1 mg/kg,说明这5份材料可作为子粒Cd低积累型亲本材料,为甜糯玉米Cd安全品种的培育提供种质资源。

籽粒镉低积累小麦材料的筛选及稳定性分析

为筛选出在不同试验条件下籽粒镉(Cd)低积累且稳定的小麦材料,以2年大田试验获得的籽粒Cd积累存在差异的30份小麦材料为研究对象,采用不同Cd浓度的盆栽试验和不同Cd污染程度的大田试验对小麦材料籽粒Cd积累差异进行研究。结果表明,盆栽试验中,小麦籽粒Cd含量随土壤Cd浓度的增加而增加,且在材料间差异明显;聚类分析发现,有7份小麦材料(30389、MY1848、XK066-1、77782、HW2-2、中梁22、绵麦37)在不同Cd浓度下均表现出Cd低积累特性。在成都平原区和川南丘陵区大田试验中,30份小麦材料籽粒Cd含量变化范围分别为0.07~0.94 mg·kg^(-1)和0.23~0.69 mg·kg^(-1),且在材料间与不同试验地点间差异均明显;聚类分析发现,有8份材料(30389、77782、良麦2号、12N551、济麦22、蜀麦375、中梁22、绵麦37)在不同试验地点均呈现籽粒Cd低积累特性。综合盆栽试验和大田试验结果,筛选到4份稳定的籽粒Cd低积累型小麦材料(30389、77782、中梁22和绵麦37),可用于中轻度Cd污染农田的安全生产。

小麦籽粒镉积累差异评价

【目的】筛选小麦低镉(cadmium,Cd)积累材料不仅使受Cd污染农田得到安全利用,还可为其遗传特性的探究提供材料。【方法】以139份小麦材料为研究对象,分别于2014—2015年和2015—2016年在土壤重金属Cd重度污染条件下连续开展2期大田试验,以小麦籽粒Cd含量为指标对各年份种植相同的139小麦材料进行籽粒Cd积累差异评价,以获取籽粒具有Cd低积累特性的小麦材料。通过土培试验,进一步探讨籽粒Cd低积累型小麦材料在土壤重金属Cd重度污染条件下籽粒部位对Cd的积累差异与产量特征,并结合籽粒Cd含量和籽粒产量,进行聚类分析,以获得籽粒Cd含量低且产量较高的优势小麦材料,进而对比分析其与籽粒Cd高积累型材料各器官对Cd的积累转移差异,明晰籽粒Cd低积累型材料籽粒Cd含量低的原因。【结果】在2014—2015年和2015—2016年大田试验条件下,139份小麦材料籽粒Cd含量范围、变异系数分别为0.002—0.271 mg·kg^(-1) DW-1、63.097%和0.095—0.343 mg·kg^(-1) DW-1、24.960%,小麦材料间籽粒Cd含量差异明显。以籽粒Cd含量为聚类分析指标,综合得到2年试验中籽粒对Cd积累类型相同的小麦材料,12N551(M033)、济麦22(M059)、蜀麦375(M075)、中梁22(M079)、30389(M092)、B7094(M094)、ML2652(M114)、G219-24(M116)、77782(M121)、南农Ozy23(M123)、省C90097(M124)、Pm99915-1(M126)、南农02y393(M127)、省CXK027-4(M129)、02Y23(M131)、良麦2号(M139)16份小麦材料籽粒具有低Cd积累的特性,且在年际间具备较好的重现性或稳定性。土培条件下,16份籽粒Cd低积累型小麦材料籽粒Cd含量和产量均差异明显,在1或4 mg·kg^(-1) Cd水平下,其籽粒Cd含量、籽粒产量变幅分别为0.286—0.910 mg·kg^(-1)、3.199—7.716 g·plant^(-1)和0.881—1.381 mg·kg^(-1)、3.075—8.252g·plant^(-1),籽粒Cd含量、籽粒产量变异系数分别为33.706%、24.044%和12.276%、30.351%,以其籽粒Cd含量、籽粒产量为聚类指标,获得籽粒Cd含量低且产量较高的优势材料12N551(M033)、中梁22(M079)、G219-24(M116)与良麦2号(M139)。与Cd高积累型材料抗锈3816(M060)、射1136(M073)相比,12N551(M033)、中梁22(M079)、G219-24(M116)良麦2号(M139)同一器官(根、茎叶或籽粒)Cd含量在4 mg·kg^(-1) Cd水平下均显著高于1 mg·kg^(-1)Cd水平。在1或4 mg·kg^(-1) Cd水平下,籽粒Cd低积累型小麦材料12N551(M033)、中梁22(M079)、G219-24(M116)与良麦2号(M139)籽粒Cd含量均显著低于籽粒Cd高积累型材料抗锈3816(M060)、射1136(M073),其对Cd的转移能力较低,进而使籽粒Cd含量较低。【结论】综合大田试验和土培试验结果,12N551(M033)、中梁22(M079)、G219-24(M116)和良麦2号(M139)具有籽粒Cd含量低且产量较高的优势,且在不同年际间、不同试验方式下籽粒Cd积累稳定性较好,具备可用于中轻度Cd污染农田种植的潜力,可作为小麦籽粒Cd低积累遗传特性的研究材料。