小麥是我國的主糧作物。近年來，土壤鎘污染嚴重威脅小麥安全生產(chǎn)，提高小麥植株的鎘毒抗性同時降低鎘在小麥籽粒中的富集能夠有效降低人體重金屬鎘攝入風險。因此，篩選小麥植株鎘毒高抗且籽粒低鎘積累品種，并探明相應的分子生理調(diào)控機制具有重要理論與實踐意義。

 

　　近日，由鄭州大學農(nóng)學院作物品質(zhì)改良與養(yǎng)分高效利用團隊在小麥植株鎘毒抗性和籽粒鎘累積研究方面取得新進展。該團隊利用數(shù)百份國內(nèi)外小麥種質(zhì)資源進行苗期小麥植株鎘毒抗性分析，鑒定到以“Zhengmai 1860”為代表的小麥植株鎘毒抗性品種（同時籽粒鎘低累積）和以“Zhoumai 32”為代表的小麥植株敏感品種（同時籽粒鎘高累積）。ICP-MS輔助的離子組學分析顯示兩個品種間根系向地上部的鎘長途轉(zhuǎn)運存在顯著差異，這可能是導致上述兩個品種植株鎘毒抗性和籽粒鎘累積的主要生理原因。隨后，該團隊利用全基因組重測序、比較轉(zhuǎn)錄組鑒定到7A染色體上的一個HMA2同源基因及其啟動子差異可能是導致不同小麥基因型鎘毒抗性差異的分子基礎。亞細胞定位、酵母異源表達及自然變異分析進一步表明該基因在不同小麥品種的植株鎘毒抗性方面發(fā)揮重要作用。該研究結(jié)果將為小麥植株鎘毒抗性及籽粒鎘累積調(diào)控的遺傳改良提供優(yōu)異的基因資源和理論指導。

 

　　上述研究成果以“Multiomics reveals an essential role of long-distance cadmium translocation in regulating plant cadmium resistance and grain cadmium accumulation in allohexaploid wheat （Triticum aestivum L.）”為題在線發(fā)表在中科院Top期刊Journal of Experimental Botany（論文鏈接：https://academic.oup.com/jxb/advance-article/doi/10.1093/jxb/erac364/6692367）。鄭州大學農(nóng)學院華營鵬副教授為論文第一作者，岳彩鵬副教授為論文通訊作者。河南省農(nóng)科院黃紹敏研究員、周正富研究員在小麥種質(zhì)資源收集方面提供了大力支持。該研究得到了國家重點研發(fā)計劃、國家自然科學基金及鄭州大學學科重點專項等項目的經(jīng)費支持。

 

　　近年來，該團隊成員在Plant, Cell and Environment（2016）、Journal of Experimental Botany（2016，2019，2021，2022）及作物學報等國內(nèi)外學術期刊發(fā)表數(shù)十篇研究論文，在糧油作物的養(yǎng)分高效利用及逆境抗性機制方面取得系列研究進展。