镉污染区棉花替代种植技术研究

在湖南长沙、株洲、湘潭三市重度镉污染区农田开展棉花多品种（系）多点试验，通过种植前后土壤镉含量测定及不同品种棉株镉含量测定和产量分析，筛选镉高积累棉花品种（系）；通过测定棉花不同部位（根、茎、叶、铃壳、种子、纤维）中镉含量，分析棉花吸收镉的效率和能力，探明在镉污染土壤条件下镉在棉株内的累积、迁移与分布规律；同时开展镉高积累棉花配套栽培技术研究，逐步形成镉污染区棉花生产技术体系，并在重度污染区逐步推广。研究结果表明，通过棉花对镉的高吸收、高积累实现镉污染区土壤修复，同时有效利用镉污染土壤创造经济价值是可行的。     

湖南省棉田镉含量分析及污染评价

为了分析湖南省棉田土壤镉（Cd）污染水平，从而合理使用污染耕地，降低食用农产品Cd超标风险，在岳阳、常德、衡阳3个地级市分别随机选取10个取样点（棉田）检测土壤Cd含量。结果显示，湖南省棉田土壤主要受到轻度和中度Cd污染，且湘江中下游地区Cd污染物排放较为严重。因此，建议岳阳市和衡阳市等区域棉田如进行种植结构调整，应注意农产品Cd污染及食用风险，长株潭等湘江中下游地区种植结构调整中应推广种植非食用作物。     

外源物质在苎麻修复镉污染土壤中的应用研究进展

近年来,中国耕地土壤环境质量问题制约了农业产业的快速发展,镉污染问题尤为突出。苎麻因具有修复镉污染土壤的潜力而备受关注。相关研究表明,外源物质能提高苎麻耐镉能力和镉污染土壤修复效率。文章综述了外源物质在提高苎麻耐镉性、增强苎麻对镉污染土壤修复能力方面的最新研究进展,以及外源物质引起的苎麻相关生理生化响应,以期为利用外源物质增强苎麻耐镉性和提高修复重金属污染土壤效率提供参考。     

利用CRISPR/Cas9敲除OsNramp5基因创制低镉籼稻

【目的】为了尝试快速培育低镉籼稻，【方法】选取广泛应用的杂交水稻亲本华占和五丰B以及常规品种五山丝苗和中早35为材料，通过CRISPR/Cas9技术创制OsNramp5基因突变株系，在镉污染及正常土壤中种植并测定突变株系籽粒（糙米）镉含量，其他相关元素含量亦同时在镉污染土壤种植条件下测定，在非镉污染土壤种植条件下考查OsNramp5基因敲除对农艺性状的影响。【结果】成功获得了前述品种的OsNramp5基因敲除株系；非镉污染条件下种植的4个品种OsNramp5基因敲除株系籽粒镉含量低于0.02 mg/kg，平均较野生型降低85.5%；而在镉污染土壤种植时，不同品种OsNramp5基因敲除株系籽粒镉含量低于0.1 mg/kg，平均比野生型降低94.8%；锰含量也降低52.7%，铬含量增加59.5%，铅含量在华占中增加79.1%，而在其他品种中无变化；铜、铁、锌、钙、硒和砷含量（后4种元素只在华占及衍生品系中检测）受影响较小或不受影响；OsNramp5基因敲除株系株高、结实率和千粒重较野生型小幅降低，而有效分蘖略微增加，产量平均减少6.9%。【结论】通过OsNramp5基因敲除，可以显著降低镉积累，但在某些种植条件下，代价为小幅产量损失；通过本研究获得的低镉OsNramp5基因敲除品系在镉污染地区具有较好利用潜力。     

冬季亚麻在南方重金属污染农田的利用前景

日趋严重的土壤重金属污染问题已经引起世界各国的高度重视。在我国,尤其是长江中下游地区、珠江三角洲地区和东北老工业区的土壤重金属污染令人担忧,而长江中下游地区冬闲耕地总面积约为2000万hm~2,占耕地总面积的45%左右。冬闲耕地的分布和重金属污染区域有高度重叠性。利用种植重金属富集能力强的农作物进行植物修复是治理农田重金属污染的主要方法。国内外大量研究表明,亚麻对重金属污染具有较强的耐受性,并且其主要功用是纤维,不进入食物链,在南方冬闲耕地种植可以创造可观的经济效益,是一种在重金属污染耕地边修复边利用的理想农作物。     

镉铜污染土壤上转Bt基因棉与其亲本的耐受性比较

采用温室盆栽的方法研究了土壤镉铜污染对转Bt基因棉及其亲本生长的影响。结果表明,土壤镉铜污染均显著抑制了两种棉花的生长,与非污染土壤相比,棉花的株高、地上部干重和根系干重都显著降低。两种棉花的株高、地上部干重和根系干重均随着土壤镉污染程度的提高而降低。在同一镉污染水平的土壤上,两种棉花的各指标间无显著差异。在无污染土壤上的两种棉花地上部干重无差异。而且,两种铜污染土壤上,无论是转基因棉花还是亲本,同种棉花之间地上部干重无差异。在两种镉污染土壤上,两个棉花品种之间地上部干重差异显著。亲本在铜污染100mg.kg-1和150mg.kg-1土壤上的地上部干重显著高于转Bt基因棉。同样,在根系干重上得到了相似的结果。这表明,外来Bt基因降低了棉花对铜污染土壤的耐受性。     

黄麻修复重度镉污染农田的品种筛选

为研究不同黄麻品种对土壤重金属镉污染的修复能力,以5个黄麻品种为材料,种植于湖南浏阳的重度镉污染试验农田中。黄麻栽种后,每月测一次根、茎、叶的镉含量,并测定纤维成熟后黄麻各生理性状,计算黄麻镉累积量、富集系数、转移系数等。结果表明:黄麻在重度镉污染农田中仍能正常生长,随着植株的生长,不同黄麻品种和组织间镉含量差异显著(p0.05),并呈现持续下降趋势;不同黄麻品种的镉富集系数和转移系数均大于1;叶的镉转移能力强于茎。在5个黄麻品种中,中黄麻11号、菜用黄麻3号、桂菜黄麻2号均对重金属镉具有较强的吸收和富集能力,可以用于修复农田镉污染。     

向日葵、油菜对镉胁迫反应及对镉污染土地修复作用研究进展

随着人类活动的增加,越来越多的重金属进入土壤中造成土壤污染,其中镉是对人体毒害最强的,土壤镉污染治理已经成了人们最关心的问题之一。对比不同的土壤重金属污染治理的方法,植物修复被认为是最好的。总结了向日葵和油菜对镉胁迫的反应,以及它们对镉污染土地的修复作用,并对以后的研究方向进行了探讨。     

镉毒害对水稻生理生态效应的研究进展

镉是植物生长的非必需元素,它具有很大的生物毒性,与其它重金属相比,更易被植物吸收积累。在参考大量文献资料的基础上,综述了镉(Cd)毒害引起水稻的部分生理生化特性,以及镉在水稻体内的吸收、分布和转运积累动态,并讨论了生产低镉或无镉污染的水稻途径。     

利用CRISPR/Cas9敲除OsNramp5基因创制低镉籼稻

【目的】为了尝试快速培育低镉籼稻,【方法】选取广泛应用的杂交水稻亲本华占和五丰B以及常规品种五山丝苗和中早35为材料,通过CRISPR/Cas9技术创制OsNramp5基因突变株系,在镉污染及正常土壤中种植并测定突变株系籽粒(糙米)镉含量,其他相关元素含量亦同时在镉污染土壤种植条件下测定,在非镉污染土壤种植条件下考查OsNramp5基因敲除对农艺性状的影响【。结果】成功获得了前述品种的Os Nramp5基因敲除株系;非镉污染条件下种植的4个品种OsNramp5基因敲除株系籽粒镉含量低于0.02 mg/kg,平均较野生型降低85.5%;而在镉污染土壤种植时,不同品种OsNramp5基因敲除株系籽粒镉含量低于0.1 mg/kg,平均比野生型降低94.8%;锰含量也降低52.7%,铬含量增加59.5%,铅含量在华占中增加79.1%,而在其他品种中无变化;铜、铁、锌、钙、硒和砷含量(后4种元素只在华占及衍生品系中检测)受影响较小或不受影响;OsNramp5基因敲除株系株高、结实率和千粒重较野生型小幅降低,而有效分蘖略微增加,产量平均减少6.9%。【结论】通过OsNramp5基因敲除,可以显著降低镉积累,但在某些种植条件下,代价为小幅产量损失;通过本研究获得的低镉OsNramp5基因敲除品系在镉污染地区具有较好利用潜力。