苎麻种质资源镉富集能力基因型差异研究

苎麻是我国重要的纤维作物之一，是非常有前景的重金属镉污染土地修复植物。为进一步评价和鉴定苎麻种质镉富集的特性，筛选出优异的高镉富集能力苎麻种质，对农田镉污染条件下种植的269份苎麻种质资源的镉富集能力进行了研究。结果表明，269份苎麻种质资源镉积累量、富集系数和转运系数均存在显著差异，其变异系数分别为31.10%、20.19%和19.59%。57.25%的苎麻种质各器官镉积累量的分布规律为萝卜根＞繁殖根＞麻叶＞麻骨＞原麻＞麻壳，37.17%种质的繁殖根镉积累量显著高于萝卜根，4.46%种质分布规律表现不一致。系统聚类分析表明，269份苎麻种质分成4类，Ⅰ～Ⅳ类分别含有7份、76份、139份和47份种质。第Ⅰ类苎麻种质各部位镉积累量显著高于其他类群。通过隶属函数法对269份苎麻种质地上部镉积累量、富集系数和转运系数进行综合分析，筛选出高镉富集能力的种质18份，分别是坡埝青叶苎2号、长沙苎麻、杨柳坝坐蔸麻、湘潭竹根家麻、祁东苎麻2号、南坡红花滇黔苎、坡结滇黔苎、乐业灰绿苎、隆回本地麻、浏阳苎麻2号、七宝山苎麻2号、木鱼苎麻1号、大庸黄壳麻、南坡楔基苎、川苎1号、赤麻、74-69和坡口苎麻，其地上部镉积累量平均值为657.55 μg·株-1，区间为436.60～942.91 μg·株-1，富集系数平均值为1.10，转运系数平均值为0.93。上述结果为苎麻镉修复专用品种的选育奠定了基础，同时也为苎麻修复镉污染农田提供参考。     

锌、铁缺失对苎麻吸收及转运重金属镉的影响

通过连续两季盆栽试验,研究锌、铁对2个苎麻品种中苎一号和湘苎三号吸收及转运重金属镉的影响。结果表明,2个苎麻品种在镉胁迫(5 mg·kg-1)下表现不同。锌、铁能促进苎麻的生长,无锌、铁供应时,镉胁迫下的2个苎麻品种与对照相比,株高下降10.24%~21.64%,茎叶干重下降1.02%~6%,根干重下降2.04%~12.24%。苎麻各部位镉含量大小依次是根茎叶。锌、铁显著影响苎麻镉含量,锌、铁缺失促使苎麻吸收更多的镉。无锌和无铁供应显著增加了苎麻体内镉积累量,无锌供应时镉积累量达最大值。锌、铁对苎麻转运镉产生抑制效应,与对照相比,无锌和无铁供应时苎麻根-叶和根-茎的转运系数增加了4%~24%,锌、铁缺失加剧镉从苎麻地下部向地上部转运。     

35份木薯种质资源镉积累差异评价

为评价轻度镉(Cd)污染地木薯种植的安全性及木薯种质对Cd积累的差异性,研究了轻度镉污染大田栽培的35份木薯种质对重金属镉的累积特性。结果表明,35份木薯种质组织器官中的Cd积累含量和富集系数均表现为茎叶块根;35份木薯种质中,块根(鲜样)Cd含量超过国家薯类作物限量标准(0.1 mg/kg)的有15份。隶属函数评价表明,GR891与NG在镉富集和转运的综合能力方面差异最大,其富集系数和转运系数分别为5.80、7.94、1.12、1.94。综合排名显示,N121生物量和镉提取量都表现最高,分别达91 406 kg/hm~2、18.60 g/hm~2;ZM8316产量最高,达45 303 kg/hm~2;GR891生物量和产量都表现最低,分别为18 329、10 245 kg/hm~2;47-11镉提取量最低,为3.49 g/hm~2。     

苎麻对农田土壤中汞、镉的吸收累积特征研究

为了评价非食用性经济植物苎麻对农田土壤中汞、镉的累积修复效果,本研究采集了46个种植于某汞矿区周边的汞、镉复合污染农田土壤的苎麻样品,分析了苎麻及对应土壤样品中汞、镉含量,计算了苎麻对汞、镉的累积系数和转运系数。结果表明:汞在苎麻根、秆、皮和叶中的含量分布为58.02~136.97、60.6~560.45、113.26~3 860.51、446.1~1 686.3μg·kg^-1;镉在苎麻根、秆、皮和叶中的含量分布为10.1~1 527.8、7.17~1 203.63、11.57~1 838.14、77.12~842.41μg·kg^-1。麻皮和麻叶中的汞含量明显高于根部;而镉较均匀分布在苎麻的根部、麻秆、麻皮及麻叶。汞和镉在对应土壤中含量分布为0.381~9.040 mg·kg^-1和0.131~7.814 mg·kg^-1。苎麻地上部对汞的累积系数范围为0.017~4.826,转运系数范围为0.583~22.595,苎麻地上部对镉的累积系数范围为0.011~3.725,转运系数范围为0.055~16.175。麻皮的汞累积系数明显高于根部和麻秆;而苎麻各部位的镉累积、转运系数无明显差别。土壤中的DOC含量上升会导致苎麻麻秆、麻皮中汞含量的下降,土壤pH的下降会促进苎麻的麻秆、麻皮两个部位对镉的吸收累积。     

不同叶菜品种镉积累评价及降低镉积累的措施

为探明不同叶菜品种在镉污染条件下对镉的吸收、转运与积累特征,选取适宜上海地区种植的13个叶菜品种[菠菜（Spinacia oleracea L.）、青菜（Brassica rapa var.chinensis （L.）Kitam.）和生菜（Lactuca sativa var.ramosa Hort.）3个种类],比较其在镉污染农田中的镉积累差异,并分析影响可食部位镉积累的相关因素,同时探究土壤重金属钝化肥和重金属叶面阻控营养强化肥单独和联合施用对降低上海矮青（Brassica rapa var.chinensis （L.）Kitam.）镉积累的效果。结果表明：不同叶菜品种地上部和根部镉含量存在显著差异,总体分布规律为地上部>根部,变化范围分别为1.58~12.80 mg·kg^-1（以干质量计）和0.24~3.54 mg·kg^-1（以干质量计）;不同叶菜品种根部向可食部位转运镉的能力存在显著差异,其中品种V3（新夏青6号）转运系数最低,转运系数最高品种是最低品种的6倍。相关性分析表明,叶菜可食部位镉含量受根部镉含量影响最大,受土壤总镉影响最小。叶菜具有较强的镉富集能力,供试叶菜品种可食部位的富集系数均大于1。施用土壤重金属钝化肥和重金属叶面阻控营养强化肥能够显著降低上海矮青可食部位镉的积累、吸收和转运。综合考虑叶菜可食部位镉含量、产量、转运系数和富集系数,适合在该地区种植的叶菜品种为V4（金品鸡毛菜3号）、V2（新夏青3号）和V6（夏福）,同时,采取合理的农艺/化学措施是降低污染土壤中重金属积累、保障农产品安全生产的有效策略。     

饲用苎麻新品种闽饲苎1号的选育

以高产、再生能力强、耐旱、适应性广等的苎麻资源——平和苎麻为亲本,采用钴60γ射线获得的饲用苎麻新品系,经过实生苗种植、优异突变体筛选,初步筛选出平优异株系平和苎麻-2,再经过品种比较试验,最终育成一个产量高、抗逆性好、粗蛋白含量高、宿根性强新品种——平和苎麻-2,2012年正式命名为饲用苎麻闽饲苎1号。在2年5点区试试验中平均年鲜草产量和干草产量分别达138.8t·hm~(-2)和28.0t·hm~(-2),比对照中饲苎1号分别增产32.15%和37.08%,均达极显著水平;闽饲苎1号生产性试验年平均鲜草产量和干草产量分别为140.7t·hm~(-2)和24.7t·hm~(-2),分别比对照中饲苎1号增产18.9%和17.32%,均达极显著水平。     

不同玉米品种对镉积累和转运差异研究

为探讨玉米对Cd积累和转运的种间差异,本研究以50个玉米品种为材料开展田间试验。通过聚类分析法筛选籽粒Cd高、中、低积累的品种,选择代表性品种分析植株各器官对Cd的富集和转运系数。结果表明： 50个玉米品种籽粒Cd含量范围为0.09~0.85 mg·kg^-1,均符合国家饲料卫生标准,所有品种籽粒对Cd的富集系数均小于1。籽粒Cd高、中、低积累3类玉米品种分别占供试品种的8%（4个）、34%（17个）和58%（29个）。高、中、低积累代表品种根、茎叶、芯、籽粒对土壤中Cd的富集系数均小于1,高、中、低积累代表品种茎叶和籽粒对Cd的转运系数分别为1.17~1.31和0.60~0.76、0.90~0.96和0.26~0.27、0.84~0.87和0.08~0.10。高、中和低积累代表品种对土壤中Cd富集能力较强的部位分别为茎叶、根和根,且茎叶和籽粒对Cd转运能力依次降低。研究表明,50个玉米品种均可在严格管控类耕地种植生产饲料玉米,其中新单58、美加303等29个籽粒Cd低积累优势品种可在优先保护类和安全利用类耕地试种,生产安全可食用玉米。     

不同玉米品种对镉的富集和转运特性

通过室外盆栽试验,研究了18个玉米品种在土壤外加全镉含量为5.0 mg·kg~(-1)条件下对镉的富集和转运差异,并探讨土壤镉形态与玉米吸收镉之间的关系。结果表明:供试玉米品种的生物量和产量以及根、茎、叶、籽粒积累和转运镉的能力存在显著差异,其中9个玉米品种籽粒镉含量未超过国家食品安全卫生标准(GB 2762—2012),3个玉米品种的茎镉含量和2个玉米品种的叶镉含量均未超过国家饲料卫生标准(GB 13078—2001);根、茎、叶、籽粒部位镉的富集系数范围分别为1.076~1.991、0.093~0.430、0.068~0.902和0.004~0.081。茎叶和籽粒镉的转运系数范围分别为0.19~0.83和0.03~0.44,表明土壤镉从玉米地下部向地上部迁移的能力较弱。玉米吸收镉与土壤中可交换态镉有一定的正相关关系,与残渣态镉有一定的负相关关系。经综合评价,新东单16、东单60、沈禾118和富友9可作为镉中轻度污染土壤上种植玉米的优先选择品种。     

豆瓣菜在镉铅复合污染条件下的镉铅积累特性

为了弄清豆瓣菜在镉铅复合污染条件下对镉、铅的吸收积累特性,以前期试验筛选得到的镉高积累、低积累基因型为材料,采用镉铅复合污染土壤处理进行盆栽试验,研究镉铅复合污染对豆瓣菜地上部生物量,镉、铅含量与富集系数的影响。结果表明,在中度镉污染条件下(土壤全镉含量0.56～0.58 mg·kg^-1),中、高浓度铅处理下供试各基因型豆瓣菜地上部生物量(鲜重)的平均值均较低浓度铅处理显著(P<0.05)增加,增幅均为10.2%,说明土壤中一定浓度的铅促进了豆瓣菜的生长。供试的8个镉低积累基因型豆瓣菜的地上部镉含量和镉富集系数均显著低于镉高积累基因型。随着处理铅浓度的升高,各基因型豆瓣菜的地上部镉含量显著升高,说明土壤中的铅促进了豆瓣菜对镉的吸收和积累。豆瓣菜对铅的吸收和积累能力较弱,不论是镉高积累基因型还是低积累基因型,其地上部的铅富集系数均很小,最大值仅为0.075,在试验条件下的地上部铅含量均不超过国际食品法典委员会标准的限量值(0.3 mg.kg^-1),可认为豆瓣菜受铅污染的风险较弱。     

不同燕麦品种籽粒镉富集特征及安全风险评价

为揭示影响燕麦籽粒镉（Cd）含量的关键因素，以18个燕麦品种为研究对象，分别于2020年和2021年开展连续2期大田试验，研究燕麦不同器官间Cd富集转运对籽粒Cd含量的影响，并通过聚类分析、THQ值进行低Cd积累品种筛选和安全风险评价；通过相关性分析和主成分分析评估影响籽粒Cd含量的关键器官和关键过程。结果表明：坝燕7号、201229-1-1、200919-7-1、坝莜14号、坝燕6号、白燕9号等13个品种为籽粒Cd低积累型品种，坝燕4号、燕科2号、蒙燕2号、白燕17号为籽粒Cd高积累型品种，分别占供试品种的72.22%和22.22%；燕麦籽粒Cd含量与茎中Cd富集系数及Cd从根到籽粒、茎到籽粒、叶到籽粒的转运系数呈极显著正相关；在主成分分析中，茎中Cd的富集系数及Cd从根到籽粒、茎到籽粒、叶到籽粒的转运系数对区分高、低Cd积累燕麦品种贡献较大。因此，茎是影响燕麦籽粒Cd含量差异的关键器官，Cd从根到籽粒、茎到籽粒、叶到籽粒的转运过程是造成燕麦籽粒Cd含量差异的关键转运过程。     

中苎系列苎麻品种在武陵山区坡地栽培的比较

为筛选适合山区坡地种植的苎麻品种,以中苎系列苎麻品种为材料,在张家界山坡地进行栽培试验,分析比较品种的经济性状、产量和品质。研究结果表明,中苎1号、中苎2号和中苎3号都表现了很好地适应性,中苎1号和中苎2号年原麻产量超过3 300 kg/hm~2,是纤维高产品种;中苎2号麻叶产量超过10 000 kg/hm~2,可作为纤饲兼用品种;中苎3号纤维支数达2 340公支,是特色的优质品种。     

不同程度镉污染对棉花生长和镉富集特征的影响

【目的】研究不同程度镉污染土壤下棉花生长和镉富集的特征。【方法】采用盆栽模拟方法,添加外源镉,分析棉花种植后土壤pH和镉含量的变化,以及镉胁迫对棉花生长和镉积累量的影响。【结果】棉花根系具有酸化作用,使其根际土壤pH下降,随镉胁迫浓度的增加,酸化受到抑制,土壤有效态镉含量随之显著降低。棉花株高和地上部生物量随镉浓度增加逐渐降低,根系则相反。棉花各器官镉含量、转移系数与积累量随镉浓度的增加显著升高。在不同镉胁迫下,棉花根系镉富集系数均>1。在10 mg/kg镉胁迫下茎、叶和蕾富集系数分别达到0.98、0.33和0.63;镉富集量分别为74.01、39.5和98.623 μg/盆,表现出较强的积累能力。【结论】在镉胁迫下棉花根系生物量增加,地上部生物量降低,随镉浓度的增加,棉花镉积累量增大,在5和10 mg/kg镉胁迫下棉花地上部镉积累量显著高于地下部。     

7种豆科作物的光合作用和养分富集特征

以7种豆科绿肥作物(绿豆、小豆、乌豇豆、大猪屎豆、合萌、望江南、决明)为材料,采用大田种植和盆栽种植法,记载7种作物的生长发育特征,测定其根瘤量、产量和干物质积累效率,测定各作物在盛花期的光合特征参数和氮、磷、钾、铁、锌养分含量,筛选适宜安徽及周边地区种植的高产高效良种。结果表明:供试材料均属半灌木状草本,茎秆直立,呈圆形、多棱角或纵向小沟纹;根属直根系,主根不发达;合萌为偶数羽状复叶,望江南为偶数长椭圆形叶,大猪屎豆和决明为倒披针状叶,其他为披针状叶;大猪屎豆叶互生,其他叶对生;总状花序,浅黄色蝶形花;除大猪屎豆小花有20~30朵,无限结荚,其他供试作物的小花数有10~15朵,有限结荚;各种豆科作物的根瘤量占地下部总质量的17.5%~32.5%;乌豇豆叶片光合效率和干物质积累效率最高,分别为23.1μmol/(m~2·s)和57.0 kg/(hm~2·d);望江南鲜草、干草和种子的产量最高,分别为22 248、5 028、2 366 kg/hm~2;固氮和富集磷、铁能力最强的是望江南,而富集钾能力最强的是大猪屎豆,富集锌能力最强的是合萌。从光合效率、产量、养分富集能力等方面综合考虑,初步认为乌豇豆、望江南、大猪屎豆和合萌4种豆科作物适宜在安徽种植推广。     

苎麻耐镉品种的水培筛选

利用水培方法是筛选苎麻耐镉品种的一种快速、便捷、可靠的方法。通过水培试验探索了6个不同品种苎麻在镉胁迫下的耐受能力和吸附能力。结果表明:在5 mg/L镉溶液胁迫30 d后,不同品种的苎麻在株高、叶片数、根长和鲜重等指标上都表现出显著差异(P0.05)。通过对苎麻不同部位镉含量的测定,不同品种的富集系数在0.32~0.63之间,茎转运系数在0.32~0.50之间,叶转运系数在0.08~0.19之间,表现出明显的差异性。品种赤山稀节巴既表现出较强的耐镉性,又具备较强的镉转移能力,是进一步利用苎麻修复镉污染的优良研究材料。     

镉胁迫对3种植物生长及镉吸收和积累的影响

[目的]研究镉胁迫对作物生长及富集特性的影响,探寻更适宜修复镉污染的植物.[方法]设计水培试验,以德高小白菜、新陆早42号棉花、野生龙葵为供试材料,人工模拟不同浓度镉胁迫条件,测定不同浓度镉胁迫下3种植物生长、镉吸收与积累.[结果](1)镉胁迫下,棉花株高生长显著受到抑制;随镉胁迫浓度的增加,龙葵及棉花生物量下降尤为显...     

基于表型性状的莴笋种质资源遗传多样性分析

【目的】对四川省莴笋种质资源进行表型遗传多样性分析,为有效地保护和利用四川省地方莴笋种质资源提供理论参考。【方法】以四川不同地区收集的108份莴笋种质资源为供试材料,并对其17个主要表型性状进行遗传多样性分析、主成分分析和聚类分析。【结果】 108份莴笋种质资源的不同表型性状表现出不同程度的多样性,8个质量性状的遗传多样性指数（H'）为0~1.10,其中,茎叶基部形状均为心胀形,茎叶附着方式均为无叶柄,故H'为0,肉质茎皮色的H'最高; 9个数量性状的H'为1.85~2.03,变异系数为0.07~0.24,H'最高的是肉质茎长,变异系数最高的是毛重。主成分分析提取的4个主成分累积贡献率达73.79%,包括12个表型性状。108份莴笋种质材料可划分为三大类群,其中,第Ⅰ类群主要是肉质茎大小和长度中等的资源;第Ⅱ类群肉质茎均较长,而且肉质茎较粗,单茎重较重,是具有高产特征的种质资源;第Ⅲ类群主要是节间较密的类型。【结论】四川省莴笋种质资源遗传多样性较高,但部分质量性状的遗传指数较低,需加强对现有种质资源的收集保护工作。开展莴笋种质资源评价和利用,有利于实现莴笋高产优质育种以及填补当前市场缺乏种类,其中第Ⅱ类群可用来选育高产品种,第Ⅲ类群可用来选育当前四川市场上缺乏的叶色紫色、叶形为长椭圆的种质资源。     

氮肥与硅肥配施对杂交稻冈优725干物质和镉积累的影响

以杂交籼稻冈优725为材料,设置不同施氮量(0、90、180 kg/hm~2)和施硅量(0、150、300 kg/hm~2),研究氮硅配施对冈优725干物质积累和镉吸收的影响。结果表明:各施氮水平下,施硅均能够显著促进水稻根系干物质的积累和地上部氮的积累,施氮量为0、90 kg/hm~2时,施硅均能够显著促进地上部干物质的积累;施氮量相同的条件下,与不施硅相比,施硅量为150 kg/hm~2处理可显著增加有效穗数,显著降低水稻千粒质量;施氮为0时,与不施硅相比,施硅可显著增加每穗粒数;各施氮水平下,水稻产量均随施硅量的增加而提高,但在施氮量为180 kg/hm~2时,施硅的增产效果不明显;各施氮水平下,施硅能显著降低根、茎、穗、精米中镉的含量及地上部镉的积累量,但叶片中镉含量升高,施氮量为180 kg/hm~2时,施硅量为150 kg/hm~2和300 kg/hm~2处理精米中镉的含量差异不明显。综合本研究结果,施氮量180 kg/hm~2+施硅量150 kg/hm~2对冈优725的增产降镉的效果较好。     

陕西茶树地方种质资源特征性生化成分分析

为了发掘新的茶树种质资源,对陕西省10个地区88份茶树资源的特征性生化成分进行了测定评价和遗传多样性分析。结果表明,88份茶树种质资源的生化成分变异幅度大,氨基酸、茶多酚、咖啡碱和水浸出物含量及酚氨比平均变异系数为28.00%,遗传多样性指数（H''）变幅为1.96～2.08,均值为2.01。聚类分析发现,当欧氏距离为15时,88份资源可分为4大类复合组,无独立组存在。根据生化成分含量,可以从中初步筛选出高咖啡碱资源1份、低咖啡碱资源1份和低茶多酚资源1份,为今后的生产和育种提供利用。     

不同品种红麻在重度与轻微镉污染耕地的修复试验

为明确不同品种红麻在不同镉（Cd）污染程度耕地中的修复能力，以7种红麻在重度与轻微Cd污染耕地中进行植物修复对比试验，对红麻各部位Cd的累积量、富集系数、转运系数、生长指标、相应土壤Cd变化量进行了测定，并计算了试验总变异来源及各品种回归系数。结果表明： 7种红麻均能在Cd污染耕地中正常生长，在重度污染耕地中的Cd移除量为72.49~149.17 g·hm^-2，在轻微污染耕地中的Cd移除量为25.95~49.91 g·hm^-2。红麻各部位Cd的富集能力排序为：叶 > 根 > 茎，转移能力排序为：叶 > 茎。重度Cd污染下，红麻各部位富集系数为1.11~8.83，转移系数为0.32~4.25；轻微Cd污染下，红麻各部位富集系数为2.08~14.63，转移系数为0.38~2.92。所有红麻的回归系数均小于1，稳定性都较高。研究表明： 7种红麻都具较好的生物产量及Cd富集与转移机制，均可用于Cd污染耕地修复，其中中红麻13号可用于重度Cd污染耕地修复，中红麻13号与中杂红328号可用于轻微Cd污染耕地修复。