苦荞低镉积累品种筛选及富集转运特征分析（三）

2.4不同苦荞品种对Cd的苦荞转运能力

转运系数是评价苦荞对Cd的转运能力及分配情况的重要依据，以TFF-T表征Cd从地下部分转移到地上茎、低镉叶部分的积累及富集转能力，以TFY-Z表征Cd从颖壳部分转移到籽粒部分的品种能力，以TFF-U表征Cd从地下部分转移到地上部分的筛选能力，以TFT-Z表征Cd从茎、运特叶部分转移到籽粒部分的征分能力。结果如图2所示，苦荞7个苦荞品种不同部位转运系数表现为TFF-T>TFF-U>TFY-Z>TFT-Z，低镉茎叶部分对Cd的积累及富集转转运系数(TFF-T)在1.0水平左右，黔黑苦1号、品种黔苦2号、筛选3号及5号的运特TFF-T大于1水平，其中以黔苦2号苦荞茎叶部分对Cd的征分转运能力最强;Cd从颖壳向籽粒转运系数(TFY-Z)在0.36～0.61之间，黔苦2号与黔苦6号的苦荞TFY-Z大于0.5水平，表明籽粒Cd来源与颖壳有很大的关系。7个苦荞地上部分对Cd转运系数(TFF-U)在0.46～0.89之间，Cd从茎叶部向籽粒部的转运系数(TFT-Z)在0.18～0.36之间，TFF-U与TFT-Z相差最大在黔苦2号，TFF-T与TFT-Z相差最大在黔黑苦1号，分别相差5倍和13.8倍。

3讨论

3.1苦荞低Cd积累品种的筛选依据与应用

作物的不同基因对Cd耐受性和敏感性不同，在Cd的胁迫下，作物体内酶活性存在差异，导致不同品种作物各部位对Cd的解毒能力不一致，从而表现出同一作物不同品种间对Cd的积累能力存在差异。本研究的7个苦荞品种间也呈现出显著基因型差异，如表3所示，这种差异主要集中在根和籽粒两个部位，这为苦荞低Cd积累品种筛选工作的可行性提供了依据。低Cd积累品种植物会将Cd积累在根部，通过茎、叶部阻拦从而降低籽粒Cd含量，故苦荞低Cd积累品种筛选主要以籽粒Cd含量、对Cd的富集转运能力作为依据。结合表3、表5和图2来看，在研究的7个苦荞品种中，苦荞对Cd的富集、转运系数皆小于1，茎叶部分对Cd向上迁移的阻拦效果明显，其中黔黑苦1号、黔苦3号苦荞籽粒对Cd的积累量并列最低，且富集转运能力最弱。为进一步加强Cd低积累苦荞品种的筛选依据，图1将7个苦荞品种植株与籽粒Cd积累量进行系统聚类分析，黔黑苦1号和黔苦3号苦荞品种的植株与籽粒部分Cd积累量较低，被列为较低值类;表明黔黑苦1号和黔苦3号可作为低Cd积累苦荞品种。

贵州属中国西南喀斯特中心区域，碳酸盐广泛分布，区域碳酸盐岩上发育的石灰(岩)土背景值达1.115 mg/kg，受自然高Cd背景值与人为Cd输入的多重叠加，贵州省Cd污染情况极为严重，成为土壤Cd超标高风险区域。由于贵州省耕地土壤资源匮乏，土壤肥力差，只能选择边生产边修复的形式来控制土壤污染，低风险品种作物的发掘对该地受污染土壤的安全利用与农作物安全生产具有重要的意义。本试验供试7个苦荞品种籽粒Cd超标率达100%，选出的黔黑苦1号与黔苦3号苦荞品种籽粒Cd含量皆为0.12 mg/kg，未达到国家谷物食品安全限值标准0.1 mg/kg(GB 2762-2017)，不适宜在试验地中、高度Cd污染区域种植，是否适宜在轻度Cd污染上种植还需进一步研究。当地部门应考虑通过试验研究引入外来低Cd积累苦荞品种，或通过土壤Cd钝化、叶面阻隔等系列污染防治措施来保证苦荞的安全生产。本试验涉及到的苦荞品种仅为当地主栽品种，数量有限，筛选出的黔黑苦1号与黔苦3号仅代表供试7个苦荞品种中相对Cd积累能力较弱的品种，在这基础上可进一步引入更多的外来苦荞品种，选育出适宜当地各类程度Cd污染土壤种植的苦荞品种。

3.2苦荞植株对Cd的富集转运特征分析

富集转运能力是解析Cd在植物体内分配情况的主要依据，供试7个苦荞品种不同部位对Cd的富集能力表现出叶>茎≈根>颖壳>籽粒的特征，根、茎、叶对Cd的富集能力要远大于颖壳、籽粒。Cd从苦荞根部转运至茎叶的转运系数是从茎叶转运至籽粒的8.2倍，值得注意的是，Cd从颖壳至籽粒的转运系数达0.5左右，达到中等强度水平，表明Cd在苦荞茎叶部向上迁移的过程中，颖壳对Cd迁移至籽粒部分的阻拦能力较差。本研究中7个苦荞地上部分对Cd的富集、转运系数皆在0.6左右水平，达到Cd中度富集水平。结合表5和图2，苦荞主要将Cd积累在根、茎、叶部位，这一结果与同为禾谷类的其他作物区别较大。符云聪等总结国内外文献，发现小麦不同部位Cd富集顺序为根>叶>茎>籽粒，且小麦主要将Cd富集在根部;薛忠财等在研究高粱对农田Cd污染修复潜力中发现高粱不同部位Cd富集顺序为根>叶>茎>籽粒，高粱主要将Cd富集在根部，这一特性与小麦相似。杨寒雯等研究水稻Cd富集转运特征中显示水稻不同部位Cd富集顺序为根>茎>叶>籽粒，水稻根部是富集Cd的主要场所。与高粱、水稻、小麦相比，苦荞对Cd具有更高富集转运能力，可食部位更容易受到Cd污染，在受Cd污染土壤上进行苦荞生产时，要特别注意苦荞籽粒安全问题。

4结论

1)低Cd积累苦荞品种选育对污染土壤的安全利用具有重要意义，本研究筛选出的低Cd积累苦荞品种不适宜试验区域Cd中、高污染地区种植。7个苦荞籽粒Cd超标率为100%，当地部门应关注苦荞Cd超标问题，加强选育适宜该地区种植的低Cd积累苦荞品种。

2)Cd主要富集在苦荞叶、根、茎部位，并呈现出叶>根≈茎>颖壳>籽粒的富集顺序，苦荞对Cd的富集转运能力高于同为禾谷作物的水稻、高粱、小麦，可食部位更容易受到Cd的污染。

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