2.4不同苦蕎品種對Cd的轉運能力

轉運系數(shù)是評價苦蕎對Cd的轉運能力及分配情況的重要依據(jù)，以TFF-T表征Cd從地下部分轉移到地上莖、葉部分的能力，以TFY-Z表征Cd從穎殼部分轉移到籽粒部分的能力，以TFF-U表征Cd從地下部分轉移到地上部分的能力，以TFT-Z表征Cd從莖、葉部分轉移到籽粒部分的能力。結果如圖2所示，7個苦蕎品種不同部位轉運系數(shù)表現(xiàn)為TFF-T>TFF-U>TFY-Z>TFT-Z，莖葉部分對Cd的轉運系數(shù)(TFF-T)在1.0水平左右，黔黑苦1號、黔苦2號、3號及5號的TFF-T大于1水平，其中以黔苦2號苦蕎莖葉部分對Cd的轉運能力最強;Cd從穎殼向籽粒轉運系數(shù)(TFY-Z)在0.36～0.61之間，黔苦2號與黔苦6號的TFY-Z大于0.5水平，表明籽粒Cd來源與穎殼有很大的關系。7個苦蕎地上部分對Cd轉運系數(shù)(TFF-U)在0.46～0.89之間，Cd從莖葉部向籽粒部的轉運系數(shù)(TFT-Z)在0.18～0.36之間，TFF-U與TFT-Z相差最大在黔苦2號，TFF-T與TFT-Z相差最大在黔黑苦1號，分別相差5倍和13.8倍。

3討論

3.1苦蕎低Cd積累品種的篩選依據(jù)與應用

作物的不同基因對Cd耐受性和敏感性不同，在Cd的脅迫下，作物體內酶活性存在差異，導致不同品種作物各部位對Cd的解毒能力不一致，從而表現(xiàn)出同一作物不同品種間對Cd的積累能力存在差異。本研究的7個苦蕎品種間也呈現(xiàn)出顯著基因型差異，如表3所示，這種差異主要集中在根和籽粒兩個部位，這為苦蕎低Cd積累品種篩選工作的可行性提供了依據(jù)。低Cd積累品種植物會將Cd積累在根部，通過莖、葉部阻攔從而降低籽粒Cd含量，故苦蕎低Cd積累品種篩選主要以籽粒Cd含量、對Cd的富集轉運能力作為依據(jù)。結合表3、表5和圖2來看，在研究的7個苦蕎品種中，苦蕎對Cd的富集、轉運系數(shù)皆小于1，莖葉部分對Cd向上遷移的阻攔效果明顯，其中黔黑苦1號、黔苦3號苦蕎籽粒對Cd的積累量并列最低，且富集轉運能力最弱。為進一步加強Cd低積累苦蕎品種的篩選依據(jù)，圖1將7個苦蕎品種植株與籽粒Cd積累量進行系統(tǒng)聚類分析，黔黑苦1號和黔苦3號苦蕎品種的植株與籽粒部分Cd積累量較低，被列為較低值類;表明黔黑苦1號和黔苦3號可作為低Cd積累苦蕎品種。

貴州屬中國西南喀斯特中心區(qū)域，碳酸鹽廣泛分布，區(qū)域碳酸鹽巖上發(fā)育的石灰(巖)土背景值達1.115 mg/kg，受自然高Cd背景值與人為Cd輸入的多重疊加，貴州省Cd污染情況極為嚴重，成為土壤Cd超標高風險區(qū)域。由于貴州省耕地土壤資源匱乏，土壤肥力差，只能選擇邊生產(chǎn)邊修復的形式來控制土壤污染，低風險品種作物的發(fā)掘對該地受污染土壤的安全利用與農作物安全生產(chǎn)具有重要的意義。本試驗供試7個苦蕎品種籽粒Cd超標率達100%，選出的黔黑苦1號與黔苦3號苦蕎品種籽粒Cd含量皆為0.12 mg/kg，未達到國家谷物食品安全限值標準0.1 mg/kg(GB 2762-2017)，不適宜在試驗地中、高度Cd污染區(qū)域種植，是否適宜在輕度Cd污染上種植還需進一步研究。當?shù)夭块T應考慮通過試驗研究引入外來低Cd積累苦蕎品種，或通過土壤Cd鈍化、葉面阻隔等系列污染防治措施來保證苦蕎的安全生產(chǎn)。本試驗涉及到的苦蕎品種僅為當?shù)刂髟云贩N，數(shù)量有限，篩選出的黔黑苦1號與黔苦3號僅代表供試7個苦蕎品種中相對Cd積累能力較弱的品種，在這基礎上可進一步引入更多的外來苦蕎品種，選育出適宜當?shù)馗黝惓潭菴d污染土壤種植的苦蕎品種。

3.2苦蕎植株對Cd的富集轉運特征分析

富集轉運能力是解析Cd在植物體內分配情況的主要依據(jù)，供試7個苦蕎品種不同部位對Cd的富集能力表現(xiàn)出葉>莖≈根>穎殼>籽粒的特征，根、莖、葉對Cd的富集能力要遠大于穎殼、籽粒。Cd從苦蕎根部轉運至莖葉的轉運系數(shù)是從莖葉轉運至籽粒的8.2倍，值得注意的是，Cd從穎殼至籽粒的轉運系數(shù)達0.5左右，達到中等強度水平，表明Cd在苦蕎莖葉部向上遷移的過程中，穎殼對Cd遷移至籽粒部分的阻攔能力較差。本研究中7個苦蕎地上部分對Cd的富集、轉運系數(shù)皆在0.6左右水平，達到Cd中度富集水平。結合表5和圖2，苦蕎主要將Cd積累在根、莖、葉部位，這一結果與同為禾谷類的其他作物區(qū)別較大。符云聰?shù)瓤偨Y國內外文獻，發(fā)現(xiàn)小麥不同部位Cd富集順序為根>葉>莖>籽粒，且小麥主要將Cd富集在根部;薛忠財?shù)仍谘芯扛吡粚r田Cd污染修復潛力中發(fā)現(xiàn)高粱不同部位Cd富集順序為根>葉>莖>籽粒，高粱主要將Cd富集在根部，這一特性與小麥相似。楊寒雯等研究水稻Cd富集轉運特征中顯示水稻不同部位Cd富集順序為根>莖>葉>籽粒，水稻根部是富集Cd的主要場所。與高粱、水稻、小麥相比，苦蕎對Cd具有更高富集轉運能力，可食部位更容易受到Cd污染，在受Cd污染土壤上進行苦蕎生產(chǎn)時，要特別注意苦蕎籽粒安全問題。

4結論

1)低Cd積累苦蕎品種選育對污染土壤的安全利用具有重要意義，本研究篩選出的低Cd積累苦蕎品種不適宜試驗區(qū)域Cd中、高污染地區(qū)種植。7個苦蕎籽粒Cd超標率為100%，當?shù)夭块T應關注苦蕎Cd超標問題，加強選育適宜該地區(qū)種植的低Cd積累苦蕎品種。

2)Cd主要富集在苦蕎葉、根、莖部位，并呈現(xiàn)出葉>根≈莖>穎殼>籽粒的富集順序，苦蕎對Cd的富集轉運能力高于同為禾谷作物的水稻、高粱、小麥，可食部位更容易受到Cd的污染。

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