不同籼稻品种对总砷和无机砷转运积累特征研究
【目的】比较不同水稻品种中各器官的砷含量,筛选出适用于实际生产应用的低砷品种,探究不同形态无机砷在水稻砷转运积累过程的差异,为砷污染农田中安全生产低砷含量的籼型杂交水稻提供科学依据。【方法】2022年在湖南醴陵砷污染农用耕地选用8个籼型杂交水稻品种进行田间试验。基于LSD多重比较法解析品种间砷积累差异显著性,结合多器官转运系数量化砷转运路径,通过相关性分析揭示关键转运节点对籽粒砷积累的效应。【结果】对8个籼型杂交水稻品种根、地上部、谷壳和糙米进行砷含量检测,荃优737(QY737)品种地上部砷含量显著高于其他品种,晶两优534(JLY534)品种糙米中砷含量低,深优9586(SY9586)品种糙米中砷含量最高;对供试品种地上部茎、茎节、叶、叶鞘等器官的砷含量检测发现,QY737品种在茎节Ⅲ(J3)、茎节Ⅳ(J4)、茎Ⅰ(S1)、茎Ⅱ(S2)、茎Ⅲ(S3)、叶Ⅲ(L3)、叶鞘Ⅰ(E1)和叶鞘Ⅱ(E2)部位的砷含量均显著高于JLY534品种,而QY737品种的J3、J4、S1、S3、E1和E2部位的砷含量均显著高于SY9586品种。通过对器官间转运系数计算和相关性分析发现,茎节Ⅱ(J2)、J4、S2、S3和叶Ⅰ(L1)等5个部位是影响水稻中砷含量的关键器官,砷从J2向S2转运是影响水稻中砷含量的关键运输过程。对水稻地上部秸秆部分砷的形态及含量分布分析发现,无机砷以5价砷酸盐As(Ⅴ)为主,并且在各个器官中均有分布,有机砷以二甲基砷酸[DMA,As(CH_(3))_(2)O(OH)]为主,主要分布在叶中,茎和茎节几乎不积累。【结论】QY737品种地上部砷含量显著高于其他品种,可作为砷污染水稻种植区理想的植物修复品种;而JLY534品种糙米中砷含量低,可作为砷污染水稻种植区的理想的籽粒低砷积累品种。在籼型杂交水稻中明确影响籽粒砷积累的关键器官和关键转运过程,砷在植株中的分布和籽粒的积累受到特定器官(J2、J4、S2、S3和L1)以及J2向S2转运过程的显著影响,为籼型杂交水稻低砷品种的培育提供了科学依据。
西南农业学报
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