华南农大突破：染色体代换系助力低镉水稻育种

华南农大突破：染色体代换系助力低镉水稻育种

近日，华南农业大学王少奎/张桂权课题组在低镉水稻育种研究中取得重要突破。该研究团队利用水稻染色体代换系（SSSL）技术，成功筛选出一批低镉积累的水稻材料，并鉴定到8个关键的低镉积累QTL（Quantitative Trait Loci）。这一发现为防治重金属镉污染、培育镉安全水稻新品种提供了新的思路和途径。

镉是一种对人体健康具有严重威胁的重金属污染物。水稻作为主要粮食作物，容易从土壤中吸收镉元素，导致籽粒中镉含量超标。长期食用含镉大米会引发肾脏、骨骼等器官损伤，甚至诱发癌症。随着现代工业的发展，耕地重金属污染问题日益突出，镉大米事件时有发生，给粮食安全带来严峻挑战。

王少奎/张桂权课题组在前期工作中，开发了丰富的水稻染色体代换系（SSSL）材料。这些材料以高产籼稻品种华粳籼74为受体亲本，遗传背景高度一致，是研究复杂农艺性状的理想材料。研究团队利用这些材料，系统筛选了籽粒中低镉积累的水稻材料，并通过精细定位，鉴定到8个低镉积累QTL。这些QTL分布在7条染色体上，其中qCd-5-1和qCd-6-1是首次被报道的低镉积累QTL。

为了培育镉积累量更低的水稻品种，研究团队进一步通过常规杂交和分子标记辅助选择，获得了6个低镉积累QTL聚合系材料。多年多点的种植试验表明，这些聚合系材料在正常环境和镉污染条件下均表现出显著的低镉积累特性。特别是在镉污染条件下，聚合系材料籽粒中的镉含量降幅最高可达47.13%。更为重要的是，这些材料在株高、分蘖数、穗粒数和千粒重等主要农艺性状上与华粳籼74相似，表明相关QTL的运用能够在降低水稻籽粒中镉积累的同时，保持产量稳定。

该研究还对相关QTL所在区间内的已知镉积累相关基因进行了单倍型分析，并进一步探讨了不同单倍型基因的表达水平。研究结果表明，通过鉴定与聚合低镉积累相关QTL，可以有效设计和培育低镉积累水稻品种。

该研究得到了岭南现代农业科学与技术广东省实验室开放课题、广东省基础与应用基础重大研究计划、国家重点研发计划和国家自然科学基金等项目的资助。这一成果不仅为重金属镉污染的防治提供了新的解决方案，也为培育镉安全水稻新品种奠定了坚实的理论基础，具有重要的科学意义和应用价值。