杂交水稻及其亲本稻米对重金属镉积累的差异研究

发布时间：2020-04-07 17:54

【摘要】：由于工业“三废”的排放,城市生活污水和垃圾以及含有重金属镉(Cd)的农药、化肥的不合理使用,农田土壤的重金属Cd含量日益增高,进而影响到我国的稻米质量安全。为研究目前水稻生产广泛应用的杂交稻亲本及其杂交组合在镉重度污染和轻度污染土壤稻米镉含量的差异,筛选低镉富集亲本和杂交稻品种的稻米,选取8个保持系和11个恢复系材料,及所配的53个杂交稻组合,共计72个亲本及杂交组合材料作为研究对象,分别种植于绵竹新市镇白庙村2组镉重污染区和温江四川农业大学试验田镉轻度污染区,成熟收取各材料的籽粒,采用电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)法测定糙米镉含量,分析各杂交组合与亲本糙米镉含量的关系。结果如下:1.各材料糙米镉累积存在基因型差异供试72份材料在绵竹新市镇白庙村2组重污染区(土壤全Cd含量7.98mg/kg,有效态Cd含量1.46mg/kg,pH 6.48)和温江四川农业大学试验田(全Cd含量1.81mg/kg,有效态Cd含量0.33mg/kg,pH 6.75)两地种植材料的糙米镉含量存在显著差异,其中绵竹种植材料糙米平均镉含量(0.615mg/kg)大于温江糙米平均镉含量(0.441mg/kg);且杂交稻组合的平均含镉量(绵竹为0.668mg/kg,变幅0.286~1.370mg/kg;温江为0.508mg/kg,变幅0.038~1.304mg/kg)恢复系亲本(绵竹为0.569mg/kg,变幅0.240~0.896mg/kg;温江为0.301mg/kg,变幅0.027~0.825mg/kg)保持系亲本(绵竹为0.324mg/kg,变幅0.080~0.661mg/kg;温江为0.172mg/kg,变幅0.036~0.500mg/kg),表明镉含量存在一定的杂种优势,育种中尽量选育双亲镉含量均较低的亲本,才可能育成低镉含量杂交稻品种。2.各亲本及其杂交组合糙米Cd含量分析绵竹种植8份保持系材料中,川农1B糙米镉含量最低,为0.080mg/kg,F32B最高,为0.661mg/kg;11份恢复系材料中,R847糙米镉最低,为0.240mg/kg,最高的是WR151,为0.896mg/kg;53个杂交稻材料中,糙米镉含量最低的是F优498,为0.286mg/kg,最高的是荃9311A/R573,为1.37mg/kg。温江种植8份保持系材料中,糙米镉含量最低的是泸98B,为0.036mg/kg,最高的是广8B,为0.500mg/kg;11份恢复系材料糙米镉含量最低的是R208,为0.027mg/kg,最高的是R575,为0.825mg/kg;51个杂交稻材料中,糙米镉含量最低的是川谷优208,为0.038 mg/kg,最高的是蓉7A/R575,为1.304 mg/kg。3.父母本对杂交组合糙米镉含量的影响供试杂交稻糙米镉积累含量在绵竹和温江试验田大都体现出杂种优势或者与镉高值亲本相同,其中恢复系对杂交稻糙米镉含量的影响大于不育系。就不育系而言,川农1A和F32A所配组合糙米镉含量相对较低,易组配出达标的品种,广8A、荃9311A和晶S所配组合糙米镉含量高。对于恢复系,R498,R451,R573及其杂交组合呈现出在高镉土壤中镉积累平均值高,低镉土壤中镉镉积累平均值低,R847和WR151及其杂交组合镉积累平均值含量差异不大;而R508、R575和WR151亲本和杂交组合糙米镉积累平均值则是低镉土壤反而高于高镉土壤。另一方面,在R573、R451、R508对所配杂交组合糙米镉累积偏向恢复系,3个恢复系所配杂交组合大部分与父本糙米镉含量差异不显著;R847材料所配杂交组合糙米镉含量较父本都有一定程度升高,表现出一定杂种优势。4.筛选了一批稻米镉含量达到国际标准的亲本和杂交稻新组合通过两地筛选川农1B和泸98B的糙米镉含量均低于国际标准,9个亲本和17个杂交稻组合在温江种植的糙米镉含量低于国际标准,其中F优498在绵竹糙米镉含量仅略高于国际标准,为0.286mg/kg。
【图文】：

糙米,镉含量,杂交组合,试验田

含量略低于温江试验田。各杂交组合在绵竹试验田糙米镉含量均高于温江试验田均低于母本且都低于国家安全质量标准。推测在高镉地区母A 对所配杂交稻糙米镉含量影响不大，，而在低镉地区影响杂交组合糙米现出杂种负优势，轻度污染的土壤种植川农 1A 的上述品种可有效降低量。

镉含量,糙米,杂交组合,相对值

图 1 川农 1B 及其杂交组合糙米镉含量Fig.1 The Cadmium content in rice grains ChuanNong1B and its hybrids 1B 及其杂交组合糙米镉含量测得结果如图 2，在绵竹试验田，双 1B 交组合糙米镉含量相对于母本糙米镉含量都有一定程度的增加，在温除双 1A/R451 糙米镉含量相对于母本糙米镉含量有一定程度降低05、双 1A/R573 和双 1A/R575 糙米镉含量相对于母本双 1B 都有一定温江试验田双 1A/R451 和双 1A/R505 所表现出来的糙米镉含量相对多受父本的影响，推测双1A对所配杂交组合糙米镉含量受母本影响较
【学位授予单位】：四川农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：X503.231;S511

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