中国小麦微核心种质籽粒铅镉锌积累差异分析及低积累品种筛选开题报告

1. 研究目的与意义、国内外研究现状（文献综述）

随着矿产资源的大量开发利用，工业生产的迅猛发展和各种化学产品及农药化肥的广泛使用，含重金属的污染物通过各种途径进入环境，造成土壤尤其是农田土壤重金属污染日益严重。一些与人类生活密切相关的农作物中重金属含量超过一定标准时，就会对人类的健康构成巨大的威胁。小麦作为一种主要的农作物，与人体的健康密切相关，小麦籽粒中重金属超标现象也有很多报道（孙亚芳等，2015；huang, 2014 ）。因此，筛选并培育出对重金属胁迫具有一定的抗性并且籽粒中重金属低积累的优良品种具有一定的实践意义。我国小麦遗传资源非常丰富，现保存原产本国的普通小麦种质资源 2 万余份, 丰富的遗传资源为遗传研究及育种工作奠定了材料基础, 但如此众多的资源也给其保存、评价、鉴定及利用带来了很大困难。20 世纪 80 年代，brown和 frankel提出并且完善了核心种质(core collection)的概念,即通过一定的方法选取整个种质资源的一部分，以最小的资源数量和遗传重复最大程度地代表整个种质资源的多样性（董玉琛等，2003）。张学勇等(2003)构建了占总体种质资源的 1%, 而遗传代表性接近 70%的微核心种质，方便了相关研究工作。

因此本实验选取具有一定代表性中国小麦微核心种质作为初步筛选材料，利用分子标记与关联分析相结合，一方面验证已报到的小麦中可能与重金属胁迫相关的抗性位点，一方面发掘重金属低积累的等位变异具有一定的价值。

主要参考文献：

2. 研究的基本内容和问题

1.研究目的：

(1)以中国小麦微核心种质为材料筛选出籽粒重金属低积累品种用于重金属污染的农田；（2)明确小麦籽粒中重金属积累量及转运差异；（3）验证已报到的抗性位点，发掘优异等位变异。

2.内容和拟解决的问题：

3. 研究的方法与方案

本课题使用材料是：中国小麦微核心种质（占总体小麦种质资源的1%，而遗传代表性接近70%）。主要采用田间筛选实验与水培实验进一步探究其苗期耐性与重金属低积累的关系相结合，及分子标记的联合运用。

1. 中国微核心种质不同小麦品种籽粒中重金属含量情况：（1）不同污染农田土壤（汤山和栖霞）重金属含量及理化性质分析；（2）中国小麦微核心种质籽粒中重金属含量测定及品种间分布规律。2. 低积累品种与高积累品种小麦幼苗重金属耐性及重金属转运差异：（1）低积累品种与高积累品种小麦幼苗重金属耐性及重金属转运差异；（2）品种间重金属转运的差异。3.中国小麦微核心种质重金属积累关联分析：（1）中国微核心种质DNA提取及相关分子标记的选取；（2）中国小麦微核心种质重金属积累与相关基因的等位变异分析

4. 研究创新点

从已有耐重金属小麦品种的研究结果来看，筛选多以地方性品种为主，系统性不足，并且多集中于生理机制方面，有关小麦耐重金属的基因研究方面也鲜有报道。本实验选取具有一定代表性中国小麦微核心种质作为初步筛选材料，利用分子标记与关联分析相结合，一方面验证已报到的小麦中可能与重金属胁迫相关的抗性位点，一方面发掘重金属低积累的等位变异具有一定的价值。

5. 研究计划与进展

1：明确中国小麦为核心种质品种间籽粒积累重金属的差异是否完全正态分布；2：明确苗期品种重金属耐性与籽粒积累情况的关系；3：明确低积累品种与高积累品种转运差异；4：验证已报到的抗性位点，发掘优异等位变异。