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（背景与目的）与人类膳食需求相比，小麦籽粒中的锌（Zn）含量通常过低；同时，小麦也是膳食中高毒性镉（Cd）的主要来源。生物强化策略能够提高可食用籽粒中的Zn含量，但不应增加籽粒Cd含量。（方法）我们研究了遗传和农艺生物强化对小麦籽粒中Zn和Cd含量的单独及联合效应。在施用同位素标记矿质Zn（^70Zn）和绿肥（^70Zn、^106Cd）的盆栽试验中，种植了非转基因Bobwhite（BW-NT）和表达OsNAS2的品系（BW-NAS）。在开花期和成熟期，对小麦生物量中的Zn和Cd进行定量分析。通过稳定同位素分析，测定小麦中源自外源投入物和土壤的Zn、Cd含量。（结果）单独施用时，表达OsNAS2的小麦和外源投入物均提高了籽粒Zn含量。OsNAS2表达与外源投入物联合施用时，矿质Zn处理下籽粒Zn浓度达到76±4 mg kg^-1，绿肥处理下达到61±7 mg kg^-1；与BW-NT对照中观察到的24±1 mg kg^-1相比，分别提高了154%–217%，且显著高于两种策略单独实施时的加和效应。在绿肥处理下，表达OsNAS2的品系使籽粒Cd含量升高至0.214±0.002 mg kg^-1，而BW-NT对照为0.12±0.01 mg kg^-1。其他处理均未提高籽粒Cd含量。（结论）我们的研究结果支持开发遗传与农艺相结合的综合生物强化策略，以提高小麦籽粒Zn含量。同时，研究结果也强调，当有机改良剂与遗传生物强化策略联合使用时，必须仔细监测籽粒Cd浓度。
将农艺强化与高锌效率小麦品系相结合，可协同提高小麦籽粒中的锌浓度，但对籽粒中镉的影响各异 | bioRxiv
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将农艺强化与高锌效率小麦品系相结合，可协同提高小麦籽粒中的锌浓度，但对籽粒中镉的影响各异
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Jill Bachelder，Julie Tolu，Lenny H.E. Winkel，Navreet K. Bhullar，Ingrid Stoffel-Studer，Chloe Manzanares，Steven Andrew Yates，Matthias Wiggenhauser，Emmanuel Frossard
doi：
https://doi.org/10.64898/2026.10.18.759907
Jill Bachelder
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（背景与目的）与人体膳食需求相比，小麦籽粒的锌（Zn）含量通常偏低，同时又是剧毒元素镉（Cd）的重要膳食来源。生物强化策略能够提高可食用籽粒中的 Zn 含量，但不得导致籽粒 Cd 含量升高。
（方法）我们研究了遗传和农艺生物强化单独及联合应用对小麦籽粒 Zn 和 Cd 含量的影响。在盆栽试验中，种植非转基因 Bobwhite（BW-NT）及表达 OsNAS2 的品系（BW-NAS），并施用同位素标记的矿质 Zn（⁷⁰Zn）和绿肥（⁷⁰Zn、¹⁰⁶Cd）。在开花期和成熟期测定小麦生物量中的 Zn 和 Cd 含量。通过稳定同位素分析，确定小麦中来自投入物和土壤的 Zn 与 Cd 含量。
（结果）单独应用表达 OsNAS2 的小麦和投入物施用均提高了籽粒 Zn 含量。OsNAS2 表达与投入物施用联合处理后，矿质 Zn 处理的籽粒 Zn 浓度为 76±4 mg kg⁻¹，绿肥处理为 61±7 mg kg⁻¹，分别比 BW-NT 对照组观察到的 24±1 mg kg⁻¹ 高 154%–217%，且显著高于两种策略单独应用时的加和效应。在绿肥处理下，表达 OsNAS2 的品系籽粒 Cd 含量升至 0.214±0.002 mg kg⁻¹，而 BW-NT 对照组为 0.12±0.01 mg kg⁻¹。其他处理均未提高籽粒 Cd 含量。
（结论）我们的研究结果支持开发遗传与农艺相结合的生物强化策略，以提高籽粒 Zn 含量。同时，研究也凸显了仔细监测籽粒 Cd 含量的必要性。
当有机改良剂与遗传生物强化策略相结合时，浓度……
利益冲突声明
作者声明不存在利益冲突。
基金信息声明
苏黎世联邦理工学院（ETH Zurich），
ETH-30 18-2
版权
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本文依据 CC-BY-NC-ND 4.0 国际许可协议发布。
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发布于 2026 年 10 月 20 日。
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将农艺生物强化与高锌效率小麦品系相结合，可协同提高籽粒锌浓度，但对小麦籽粒镉含量的影响各异
Jill Bachelder、Julie Tolu、Lenny H.E. Winkel、Navreet K. Bhullar、Ingrid Stoffel-Studer、Chloe Manzanares、Steven Andrew Yates、Matthias Wiggenhauser、Emmanuel Frossard
bioRxiv
2026.10.18.759907；
doi：
https://doi.org/10.64898/2026.10.18.759907
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将农艺……
采用高效利用锌的小麦品系进行生物强化可协同提高小麦籽粒中的锌浓度，但对籽粒镉含量的影响各异
Jill
Bachelder
，Julie
Tolu
，Lenny H.E.
Winkel
，Navreet K.
Bhullar
，Ingrid
Stoffel-Studer
，Chloe
Manzanares
，Steven Andrew
Yates
，Matthias
Wiggenhauser
，Emmanuel
Frossard
bioRxiv
2026.10.18.759907；
doi：
https://doi.org/10.64898/2026.10.18.759907
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关键词：小麦生物强化 · 籽粒锌浓度 · 镉积累 · OsNAS2表达 · 稳定同位素示踪
原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.10.18.759907v1?rss=1