小麦镉高低积累品种筛选及其镉吸收转运的差异机制

发布时间：2020-07-30 03:07

【摘要】：镉是一种有毒元素,我国耕地土壤镉超标点位数达7.0%,同时小麦是中国的第二大粮食作物,因此筛选小麦镉低积累品种并探明其镉低积累的生理及分子机制具有重要理论与实践意义。本文以全国范围内收集的小麦主栽品种为材料,分析不同品种籽粒镉含量差异的基础上,探讨小麦高低积累品种分子标记特征及离子组特征,进一步分析典型小麦籽粒镉高、低积累品种在镉吸收、转运之间的差异机制,取得的主要结果如下:1.小麦籽粒镉高低积累品种筛选。通过2年多点的大田试验,以成熟期籽粒镉含量为主要指标,从134个中国小麦品种(系)中筛选出籽粒镉、低积累品种各15个,并初步发现小麦籽粒镉含量与苗期地下部至地上部的镉迁移系数呈显著正相关。2.小麦籽粒镉高、低积累品种的分子标记特征。分析了镉积累相关分子标记Usw47、Scopc20与小麦籽粒镉含量之间的关系。结果表明,单独使用Usw47或Scopc20分子标记对小麦镉高、低积累品种的鉴别率不高,但应用Usw47标记结合苗期镉迁移系数的方法,可以将小麦籽粒镉高、低积累品种的鉴别率由原来的66.7%和46.7%,提高到88.9%和85.7%。3.小麦籽粒镉高、低积累品种离子指纹特征。聚类分析结果表明,小麦籽粒镉高积累品种可分为颖壳镉高积累和颖壳镉低积累两类,小麦籽粒低积累品种可分为颖壳镉高积累和茎秆镉高积累两类;小麦籽粒、颖壳和茎秆的镉累积与锌、钙、镁、锰关系密切,小麦籽粒镉含量与锌、钙、镁、铁、锰含量呈显著正相关,叶片镉含量与锌含量呈负相关,茎秆镉含量与钙、锰含量呈负相关;小麦籽粒镉与锌存在共富集现象,且两者符合一元二次方程(R=0.765,P0.05)。4.小麦籽粒镉高、低积累品种吸收转运的差异机制。品种H86具有更加发达的根系以及更高的根系TaIRT1表达量,而品种L15具有较低叶片、根系镉含量,其叶片至茎秆、籽粒至颖壳的镉迁移系数低于品种H86,同时镉在品种L15的根系细胞壁和叶片液泡中分配比更高,品种L15各部位TaHMA3基因表达量均显著高于品种H86;推测籽粒镉低积累品种L15较弱的镉吸收转运能力弱,并将更多的镉区隔化在根系细胞壁和叶片液泡中,是导致其籽粒镉低积累的主要原因。
【学位授予单位】：华中农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：S512.1

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本文编号：2774917