在耕地重金属污染防控和粮食安全保障的背景下，小麦籽粒镉（Cd）积累问题受到广泛关注。镉是植物非必需重金属元素，易通过土壤-作物系统进入食物链，对农产品质量安全和人体健康造成潜在风险。小麦是我国重要口粮作物，筛选和培育籽粒镉低积累小麦品种，是降低镉污染农田生产风险、实现农产品安全利用的重要途径。由于小麦镉吸收、转运和籽粒积累受遗传背景与环境条件共同影响，挖掘稳定调控镉积累的遗传位点、候选基因和可用于育种选择的分子标记，对于低镉小麦品种选育具有重要意义。

近期，西北农林科技大学农学院小麦抗逆性状遗传改良团队完成的题为“Genome-wide association study of novel genetic loci for cadmium accumulation and germplasm screening for low cadmium accumulation in common wheat (Triticum aestivum L.)”的研究在Journal of Integrative Agriculture（《农业科学学报（英文）》，JIA）2026年6期发表。

该研究以175份普通小麦种质为材料，在陕西汉中镉污染农田开展多环境田间试验，系统鉴定籽粒镉浓度（GCdC）、富集系数（BCF）和转运系数（TF）等性状。通过聚类分析、籽粒镉浓度排序和食品安全标准筛选，研究鉴定出6份稳定的籽粒镉低积累小麦种质，其GCdC均低于0.1 mg kg-1、BCF低于0.015、TF低于0.15。其中，Serim 82表现出最低的籽粒镉浓度和富集系数，Luohan 7表现出最低的转运系数。

基于小麦660K SNP芯片和MLM、CMLM、BLINK三种GWAS模型，研究共鉴定到401个显著关联SNP，并进一步整合获得30个稳定调控镉积累相关性状的核心QTL，其中24个为新发现位点。结合基因注释、同源基因比较、转录组分析和蛋白结构特征预测，研究确定TraesCS7B02G000200、TraesCS4A02G035900、TraesCS4A02G040900和TraesCS5D02G564000等4个重点候选基因，这些基因可能参与小麦镉吸收、转运、解毒和调控过程。

此外，研究开发并验证了两个KASP分子标记XNK0900和XNK5900。在175份关联群体和89份验证群体中，不同等位基因材料的籽粒镉浓度和转运系数存在显著差异，表明这两个标记可用于小麦低镉积累种质筛选和分子标记辅助选择。

该研究为低镉小麦种质创新和分子设计育种提供了新的遗传资源与标记工具。

西北农林科技大学农学院者理为该论文第一作者，西北农林科技大学胡银岗教授和陈亮教授为该论文通讯作者。该研究得到国家重点研发计划项目（2023YFD1700100、2023YFD1700102）和陕西省公益性地质工作项目（201908）的资助。

Cite the article:

Li Zhe, Hui Wang, Jiping Chen, Xiaoge Fu, Liang Wang, Yang Yang, Tauqeer Ahmad Yasir, Huili Yan, Hongyan Chu, Chi Zhang, Yingang Hu, Xiaoyong Liao, Hanzhong Jia, Liang Chen. 2026. Genome-wide association study of novel genetic loci for cadmium accumulation and germplasm screening for low cadmium accumulation in common wheat (Triticum aestivum L.). Journal of Integrative Agriculture, 25(6): 2314-2328.

https://doi.org/10.1016/j.jia.2024.11.029    

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