花生镉污染预防品种筛选与籽粒富镉生理机制研究

花生是世界四大油料作物之一，其籽粒对镉具有很强的富集能力。籽粒镉含量偏高已成为制约我国花生出口的主要因素之一。因此，如何控制花生籽粒镉污染，是当前花生栽培和食品安全面临的首要问题。针对这一问题，本项目拟在广泛收集花生种质资源的基础上，通过盆栽试验，筛选镉污染预防花生品种。在此基础上，通过对镉污染预防品种和富镉品种的对比试验，分析根系和果实对镉的吸收作用及其对籽粒镉含量的贡献，研究根系吸收镉的动力学特征和浓度效应，探讨根系吸收镉的途径与特点，以及根系分泌物在镉吸收中的作用；研究镉在组织和细胞水平的区域化分布，揭示镉从根系向籽粒转运的途径及关键环节；分析镉向木质部、韧皮部装载的时间动态、浓度效应和转运形态，揭示镉从根系向籽粒转运的生理机制。本项目的实施，有望获得一批镉污染预防花生品种，阐明花生籽粒富镉的生理机制，为控制花生籽粒镉污染提供理论依据和品种保障，为培育镉污染预防花生新品种提供原材料。

本项目旨在筛选花生镉污染预防品种，比较不同花生品种对镉的吸收、转运和区域化分布特性，探明影响花生籽粒镉积累的关键环节，阐明花生籽粒富镉的生理机制。主要研究结果如下：（1）经过两轮盆栽试验，筛选出两个镉污染预防品种（QS208和LH8），发现花生籽实镉含量与花生的生物量存在显著负相关，提出了花生籽实镉含量的个体大小依赖假设；（2）根系吸收的镉对花生籽粒镉含量的贡献达96%以上，花生籽实镉含量与其蛋白质含量以及幼苗期至结荚期茎叶镉含量呈正相关，而幼苗期茎叶镉含量不取决于根系对镉的吸收速率，而取决于镉从根系到茎叶的转运能力；(3) 镉可能通过铁离子转运体进行主动吸收，缺铁能大幅增加花生植株对镉的吸收且表现出明显的品种间差异；(4) 镉诱导根系形态的改变以及根系对镉在亚细胞水平上的区室化作用（贮存在液泡中）以及高比例蛋白质结合态镉，可能是低镉积累型花生品种限制镉从根系向地上部分运输的重要机制。发表论文10篇，其中SCI检索论文9篇，EI检索论文1篇；EI检索会议论文1篇。培养硕士4名。