近日，华北作物改良与调控国家重点实验室作物耐盐碱研究及应用创新团队在国际学术期刊Science of the Total Environment（中国科学院一区Top，IF=8.2）在线发表了题为“Foliar uptake screening: A promising strategy for identifying wheat varieties with low lead accumulation”的研究论文，揭示了叶片吸收途径对不同品种小麦籽粒Pb累积的重要作用。
小麦是我国主要的粮食作物，近年来，因大气污染造成的小麦籽粒Pb污染问题不容忽视。前期研究表明，即使种植在清洁土壤上的小麦籽粒Pb的点位超标率仍高达24%，大气沉降对小麦籽粒Pb累积的贡献率高于50%。由于作物不同品种可食部位重金属累积存在显著差异，筛选种植Pb低积累小麦品种可有效解决小麦籽粒Pb污染问题。尽管研究已证实大气沉降是小麦籽粒Pb污染的主要来源，大气沉降中的Pb可以通过叶片有效转运至小麦籽粒，但目前大气污染地区适宜种植的小麦品种筛选研究较为匮乏，叶片对大气沉降中Pb的吸收能力差异是否是影响不同品种小麦籽粒Pb累积差异的主要原因尚不清楚。
基于此，本研究以黄淮海麦区适种的58个小麦品种（系）为研究对象，在大气Pb污染程度不同的地块开展田间试验，筛选出了婴泊700（YB700）和长旱（CH58）为稳定Pb低积累且高产的优质小麦品种，推荐在大气Pb污染地区种植。此外，本研究进一步开展室内模拟试验，探究籽粒Pb累积能力不同的小麦品种（系）根系和叶片对Pb的吸收能力，初步明确了小麦叶片对Pb的吸收能力是影响籽粒Pb累积的主要因素，结合扫描电镜（SEM）和相关性分析发现，小麦叶片中的Pb含量与叶片上表皮气孔宽度和表皮毛长度呈显著正相关关系，小麦籽粒中的Pb含量与表皮毛长度呈极显著正相关关系，气孔宽度和表皮毛长度是影响小麦叶片吸收大气Pb的关键因素。因此，基于叶片吸收途径筛选Pb低积累小麦品种是保障大气Pb污染地区小麦安全种植的有效策略，气孔宽度和表皮毛长度可作为Pb低积累小麦品种选育的关键指标。
作物耐盐碱研究及应用创新团队2023级博士生冯柳旭和2021级硕士研究生李宇宁为该论文的共同第一作者，刘文菊教授参与指导了该项研究工作，薛培英副教授为通讯作者，赵勇副教授为该研究提供了小麦种质资源，该研究得到国家自然科学基金面上项目、河北省自然科学基金重点项目、华北作物改良与调控国家重点实验室自主研究课题项目资助。
文章链接：
https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2024.173166
来源：华北作物改良与调控国家重点实验室
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