一種籽粒低積累重金屬鎘的水稻品種的選育方法
【技術領域】
[0001] 本發明屬于水稻育種技術領域，具體涉及一種籽粒低積累重金屬鎘的水稻品種的 選育方法。
【背景技術】
[0002] 鎘（Cd)是我國污染農田最普遍的重金屬之一，重度鎘污染不僅影響水稻生長發 育導致產量下降，更重要的是鎘會在水稻植株、籽粒內積累，通過食物鏈進入人體，在體內 形成鎘硫蛋白，通過血液到達全身，并有選擇性地蓄積于腎、肝，使之發生病變，造成貧血、 高血壓、神經痛、骨質松軟、腎炎和分泌失調等病癥。而據農業部統計，我國已有超10%的耕 地受鎘污染(大于0.3mg/Kg)，運用工程技術措施或者農業栽培技術措施來消除和減輕土 壤重金屬污染，雖然可以降低稻米中的鎘含量，但耗資巨大，并不能從根本上解決鎘污染土 壤帶來的糧食安全問題，而且處理不當易引起二次污染。越來越多的研究表明，水稻根系鎘 吸收能力的差異可能不是造成籽粒鎘含量差異的主要原因，還與地上部鎘向籽粒的輸送 能力有關，而穗頸是連接莖與穗的唯一橋梁組織，是穗部物質積累的重要通道，也是鎘運輸 連接地上部與稻穗籽粒的關鍵部位。目前對鎘的吸收、轉運、積累研究多集中在根、莖、葉和 糙米中，對穗頸節間的研究近乎空白。本發明從穗頸節間這一關鍵部位入手，同時為避免主 穗和分蘗穗對篩選結果的影響，選擇主穗穗頸節間作為研究材料，通過在重度鎘污染土壤 中種植篩選，提高選擇壓力，同時在中度鎘污染土壤中進行雙重篩選，以篩選和培育出重度 鎘污染土壤中主穗穗頸節間和籽粒低積累型、中度鎘污染土壤中籽粒鎘含量不超標的水稻 品種，從根本上降低和解決鎘污染土壤帶來的水稻食用安全性問題。
【發明內容】
[0003] 針對現有技術存在的問題，本發明的目的在于設計提供一種籽粒低積累重金屬鎘 的水稻品種的選育方法的技術方案。
[0004] 所述的一種籽粒低積累重金屬鎘的水稻品種的選育方法，其特征在于包括以下步 驟： 1) 含錦5mg/kg和1mg/kg的土壤制備； 2) 將水稻品種分別種植于上述5mg/kg、1mg/kg錦污染土壤中，按常規施肥水平，在防 雨大棚中進行，防止雨水灌入； 3) 水稻成熟后，分別取主穗穗頸節間和主穗糙米測定鎘含量； 4) 選取5mg/kg重度鎘污染土壤中主穗穗頸節間鎘含量< 2mg/kg、主穗糙米鎘含量 <lmg/kg，且lmg/kg中度鎘污染土壤中主穗穗頸節間鎘含量< 0. 8mg/kg、主穗糙米鎘含量 彡0. 2mg/kg的水稻品種備用； 5) 將步驟4)中挑選中的水稻品種作為親本，雜交； 6) 從匕收獲的種子開始，重復步驟1 )-2)，在水稻成熟后，取主穗穗頸節間測定鎘含量， 選擇5mg/kg重度錦污染土壤中主穗穗頸節間錦含量< 2mg/kg、且lmg/kg中度錦污染土壤 中主穗穗頸節間鎘含量< 0. 8mg/kg的單株，結合生育期、株葉形態、結實率、抗性和產量性 狀，選擇優良單株； 7) 種植成株系F3，結合生育期、株葉形態、結實率、抗性和產量選擇優良株系，從優良株 系中選擇優異單株，進行主穗穗頸節間鎘含量測定，選擇5mg/kg重度污染土壤中主穗穗頸 節間鎘含量< 2mg/kg、且lmg/kg中度鎘污染土壤中主穗穗頸節間鎘含量< 0. 8mg/kg的單 株； 8) 在F4-F6株系中，結合株葉形態、結實率、抗性和產量選擇單株，繼續進行加代穩定； 9) 種植株系至&代，測定主穗穗頸節間和主穗糙米鎘含量，結合產量數據，選擇5mg/ kg重度污染土壤中主穗穗頸節間鎘含量< 2mg/kg、主穗糙米鎘含量<lmg/kg，同時lmg/kg 中度鎘污染土壤中主穗穗頸節間鎘含量彡〇. 8mg/kg、主穗糙米鎘含量彡0. 2mg/kg的定型 品系，即得到"籽粒低積累重金屬鎘"的水稻品種。
[0005] 所述的一種籽粒低積累重金屬鎘的水稻品種的選育方法，其特征在于所述的步驟 1)中土壤制備包括：取稻田耕層土壤，去除石塊、雜草雜質，曬干，粉碎，人工過篩后作為基 礎土，加等量飲用自來水充分攪拌混勻，以每lkg干基礎土中加入CdCl2 ? 2. 5H20 12. 19mg 計算，控制土壤中添加純鎘濃度為5mg/kg、lmg/kg，分別達嚴重污染水平和中度污染水平。
[0006] 本發明低世代選擇單株測定鎘含量時，沒有取樣水稻根系、葉片、糙米，而是取用 了主穗靠近稻谷的穗頸節間，其積累量一定程度上代表了從根系、莖桿中運輸來的鎘量，與 糙米鎘含量呈極顯著正相關。取主穗穗頸節間測定后，其對應的主穗籽粒可以直接進行下 一代繁殖，避免了低世代利用糙米測定引起一下代播種種子量不足的問題。另外，主穗穗頸 節間取樣方便，避免了利用根系為取樣對象時挖根洗根的煩瑣和利用葉片為取樣對象時植 株底部和頂部葉片鎘含量不一致的干擾，提高了選擇效率。
【附圖說明】
[0007] 圖1為5mg/kg鎘濃度下主穗穗頸節間鎘含量分布圖； 圖2為5mg/kg鎘濃度下主穗糙米鎘含量分布圖； 圖3為lmg/kg鎘濃度下主穗穗頸節間鎘含量分布圖； 圖4為lmg/kg鎘濃度下主穗糙米鎘含量分布圖； 圖5為5mg/kg濃度下主穗穗頸節間鎘與主穗糙米鎘含量相關性圖； 圖6為lmg/kg濃度下主穗穗頸節間鎘與主穗糙米鎘含量相關性圖。
【具體實施方式】
[0008] 以下結合實施例來進一步說明本發明。
[0009] 實施例1: 一種籽粒低積累重金屬鎘的水稻品種的選育方法 1) 5mg/kg(重度錦污染)、1mg/kg(中度錦污染)土壤制備，具體包括取稻田耕層土壤， 去除石塊、雜草雜質，曬干，粉碎，人工過篩后作為基礎土，加等量飲用自來水充分攪拌混 勾，以每lkg干基礎土中加入CdCl2. 2. 5H20 12. 19mg計算，控制土壤中添加純鎘濃度為5mg/ kg、1mg/kg，分別達嚴重污染水平和中度污染水平； 2) 將水稻品種分別種植于上述5mg/kg、1mg/kg錦污染土壤中，按常規施肥水平，在防 雨大棚中進行，防止雨水灌入； 3) 水稻成熟后，分別取主穗穗頸節間和主穗糙米測定鎘含量； 4) 選取5mg/kg重度鎘污染土壤中主穗穗頸節間鎘含量< 2mg/kg、主穗糙米鎘含量 <lmg/kg，且lmg/kg中度鎘污染土壤中主穗穗頸節間鎘含量< 0. 8mg/kg、主穗糙米鎘含量 彡0. 2mg/kg的水稻品種備用； 5) 將步驟4)中挑選中的水稻品種作為親本，雜交； 6) 從匕收獲的種子開始，重復步驟1 )-2)，在水稻成熟后，取主穗穗頸節間測定鎘含量， 選擇5mg/kg重度錦污染土壤中主穗穗頸節間錦含量