小麦是我国的主粮作物。近年来，土壤镉污染严重威胁小麦安全生产，提高小麦植株的镉毒抗性同时降低镉在小麦籽粒中的富集能够有效降低人体重金属镉摄入风险。因此，筛选小麦植株镉毒高抗且籽粒低镉积累品种，并探明相应的分子生理调控机制具有重要理论与实践意义。

近日，由郑州大学农学院作物品质改良与养分高效利用团队在小麦植株镉毒抗性和籽粒镉累积研究方面取得新进展。该团队利用数百份国内外小麦种质资源进行苗期小麦植株镉毒抗性分析，鉴定到以“Zhengmai 1860”为代表的小麦植株镉毒抗性品种（同时籽粒镉低累积）和以“Zhoumai 32”为代表的小麦植株敏感品种（同时籽粒镉高累积）。ICP-MS辅助的离子组学分析显示两个品种间根系向地上部的镉长途转运存在显著差异，这可能是导致上述两个品种植株镉毒抗性和籽粒镉累积的主要生理原因。随后，该团队利用全基因组重测序、比较转录组鉴定到7A染色体上的一个HMA2同源基因及其启动子差异可能是导致不同小麦基因型镉毒抗性差异的分子基础。亚细胞定位、酵母异源表达及自然变异分析进一步表明该基因在不同小麦品种的植株镉毒抗性方面发挥重要作用。该研究结果将为小麦植株镉毒抗性及籽粒镉累积调控的遗传改良提供优异的基因资源和理论指导。

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.)”为题在线发表在中科院Top期刊Journal of Experimental Botany（论文链接：https://academic.oup.com/jxb/advance-article/doi/10.1093/jxb/erac364/6692367）。郑州大学农学院华营鹏副教授为论文第一作者，岳彩鹏副教授为论文通讯作者。河南省农科院黄绍敏研究员、周正富研究员在小麦种质资源收集方面提供了大力支持。该研究得到了国家重点研发计划、国家自然科学基金及郑州大学学科重点专项等项目的经费支持。

近年来，该团队成员在Plant, Cell and Environment（2016）、Journal of Experimental Botany（2016，2019，2021，2022）及作物学报等国内外学术期刊发表数十篇研究论文，在粮油作物的养分高效利用及逆境抗性机制方面取得系列研究进展。

（供稿：华营鹏）