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提高小麦籽粒中Fe、Zn等微量元素含量对于改善人类健康具有重要意义,为此需要研究籽粒微量元素含量的调控机制与调控途径.本研究通过设置不同年代品种比较试验、大田和离体穗培养源库调节试验以及大田水分、氮肥和微肥处理试验,系统考察了冬小麦籽粒微量元素含量的基因型差异、器官和粒位差异及环境调节效应.主要研究结果如下：(1)小麦籽粒微量元素(Fe、Zn、Mn、Cu)含量存在显著的基因型差异,年代更替产量提高的同时,籽粒微量元素含量并没有出现明显稀释效应.从1960到2000年代,北京地区代表性品种的单穗籽粒产量、蛋白质产量与单穗微量元素积累量均呈上升变化,籽粒Zn含量相对稳定,而籽粒Fe含量呈增加趋势,存在Fe、Zn、蛋白质含量高同时粒重也高的基因型.(2)小麦籽粒微量元素含量受到"源"(光合源、微量元素供源)、"库"(粒库)共同调节,但主要受供源的限制,且受源限制程度因品种而异.开花后去除所有叶片后,籽粒中Zn、Fe、Mn、Cu含量分别降低3.7-14.5％、1.1-26.0％、4.4-19.0％和2.0-11.0％；上三叶中倒二叶对籽粒微量元素含量影响最大,去倒二叶后籽粒Zn、Fe、Mn、Cu含量分别下降11.31％、10.29％、15.27％、8.32％,基因型间差异显著.开花后穗遮荫后,籽粒微量元素含量的变化因品种和元素类型而异,总体趋势为Fe、Zn和Cu含量增加,Mn含量降低.去小穗减少库,相对增加了剩余籽粒的源供给,使得剩余籽粒Fe、Zn、Mn、Cu和蛋白质含量均较大幅度提高.离体培养下,随着培养基氮素浓度增加,微量元素和蛋白质含量提高.随着供锌水平提高,籽粒Zn浓度显著升高,与不供锌相比,外源供锌为90μmol 1-1时,济麦22和石麦15籽粒Zn浓度分别提高了9.5倍和5.5倍.提高供锌水平,也提高了籽粒Fe、Mn、Cu、蛋白质含量及籽粒产量.稳定Zn供给、增加糖供给显著提高粒重,籽粒Zn、Fe、Mn、Cu及蛋白质含量下降,但增糖结合增锌,籽粒Zn含量仍增加.(3)水分、氮肥及叶面喷锌等栽培措施对小麦籽粒Zn含量有明显影响.水分胁迫显著降低不同基因型籽粒产量,但对籽粒Fe、Zn、Cu、Mn和蛋白质含量影响较小.在节水栽培条件下,增施氮肥,使成熟期籽粒微量元素含量升高,但以底肥作用较明显,在适当底施氮肥(8.2kg/亩)条件下,拔节期过量追施氮肥籽粒微量元素含量减小.灌浆前期喷锌,可提高籽粒Zn含量.(4)植株Zn分布存在器官间和小穗间的时空变异性.籽粒Zn含量随着小穗位呈二次曲线变化特征,以第5-8小穗位含量最高,越往两端,籽粒Zn含量减小.灌浆过程中,颖壳、叶片和茎鞘Zn含量下降,叶片Zn转移量以倒一叶、倒二叶＞倒三叶,转移率为35.8-80.3％,茎节Zn转移量以倒一节、倒二节＞倒三节,转移率为45.2-75.9％. (5)相关性分析显示,籽粒Zn、Fe、Mn、Cu四种微量元素含量之间及其与蛋白质含量之间存在正相关性,各元素含量与籽粒产量之间无明确相关性.综合分析认为,小麦籽粒微量元素积累受供源和籽粒库两方面调节,但主要受供源限制,增加锌供给可显著提高籽粒Zn含量,同时可提高其他微量元素含量.不同品种和不同水氮环境下籽粒微量元素含量存在较大差异,这种差异可能与微量元素吸收与运输的差异有关.小麦籽粒Zn含量与Fe、Mn、Cu及蛋白质含量呈正相关,存在同步提高的可能性.