水稻镉积累特性池栽鉴定技术规程-编制说明

PAGE1PAGE一、任务来源《水稻镉积累特性池栽鉴定技术规程》是湖南省市场监督管理局批复立项的地方标准，见《湖南省市场监督管理局关于下达2022年第一批地方标准制修订项目计划的通知》（湘市监标函〔2022〕4号）。该标准由湖南省农业农村厅提出，由湖南省水稻研究所起草，由湖南省农业标准化技术委员会归口。二、制定标准的目的、意义镉是毒性最强和农田污染最为严重的重金属之一，土壤重金属污染不仅严重影响农作物的产量及品质，并能通过食物链富集危害人体健康。针对我国中、轻度镉污染农田面积比例大的情况，筛选和选育镉低积累水稻品种是解决稻谷镉污染保证农产品安全和国家粮食安全经济、实用、高效的重要途径。然而，在低镉水稻品种选育筛选过程中，水稻镉积累特性的表型鉴定过程容易受到土壤水分、镉背景值和pH值等环境因子的影响。大田鉴定由于土壤镉和水分含量均一性差、自然降水难以控制而使得年度间鉴定结果可重复性差，鉴定效率低；盆栽鉴定虽然能够较好地弥补大田鉴定的不足，但却因为容量小、操作管理麻烦而无法进行大规模鉴定。因此，通过规范化精准池栽鉴定可同时解决环境可控性和鉴定规模问题，消除田间土壤水分、镉含量和pH值不均匀对水稻品种镉积累特性鉴定结果的影响，充分体现品种本身的镉积累遗传特性，大幅度提高镉低积累水稻品种的选育效率，保障我国粮食和食品安全，保护农民种粮效益和积极性。三、制定标准的原则1、合规的原则制定本标准遵循国家有关法律、法规的要求，符合国家、省政府有关农业和标准化方面的政策规定。2、安全的原则制定本标准遵循环境安全的原则，标准中有关设施建设、施肥施药方法及鉴定材料及副产物处理等均符合环境保护相关要求。3、科学的原则制定本标准遵循生态、环保、科学的原则，标准的内容要求科学可靠。4、可操作的原则本标准所确定的术语和定义、各项要求符合池栽鉴定实际应用的特点，操作简便。四、标准制定的过程1、前期准备工作2021年10月开始启动制订工作，制定了工作计划，起草人员由戴力、方宝华、赵正洪、赵杨、匡炜、罗先富、梁玉刚、周昆组成，确定了人员分工和制定的方法与思路，明确了各阶段的任务与目标。2、开展试验研究从2018年开始，在长沙县春华镇湖南省农业科学院水稻镉积累特性鉴定平台开展了镉低积累水稻品种池栽鉴定工作，积累了多年的试验数据和经验，为制定标准提供了坚实的科学数据支撑。2018年至2021年池栽鉴定及相关试验研究表明：水稻镉积累特性池栽鉴定技术能够充分满足水稻品种和种质资源镉积累特性表型及其稳定性精准鉴定的需求，能够精准鉴定出水稻的镉积累特性。（1）对于相对低镉品种，池栽鉴定技术能够较好的鉴定出不同低镉位点之间的累加效益。2019年本团队联合中科院亚热带作物研究所陈彩艳研究员团队对参与低镉池栽鉴定的所有材料进行了低镉位点分子检测，主要检测了参鉴材料中IDCS3、gcm4、Caps7和GCM7等4个低镉基因位点的情况，最后通过与表型数据（糙米镉含量）比对，发现表型鉴定结果与基因型检测结果之间具有较好的重合性（表1）。表明该池栽鉴定技术能够较准确地呈现出品种之间的低镉遗传差异。表1低镉鉴定材料间基因型与表型鉴定结果（2019年长沙）材料名称低Cd基因及低Cd位点糙米镉含量表型（mg/kg）IDCS3gcm4Caps7GCM7土壤镉0.5ppm土壤镉0.9ppmT175AAAA0.1511.309板仓粳糯AABA0.1571.658常两优1419AAAB0.2341.536常两优1408AAAB0.2591.7448BH7-5AAAB0.2621.83518XY-323AABA0.2691.837麓山丝苗ABAB0.2831.2618BH26-5AAAB0.2851.826枫林丝苗ABAB0.2982.57118XY-293ABAB0.3031.80518XY-291ABAB0.3212.138B8198ABAB0.3702.143创宇107BBBB0.4273.554湘早籼42号BBBB0.4492.502C两优386BBBB0.5022.982Y两优9918BBBB0.6332.799C两优7号BBBB0.6502.950C两优396BBBB0.6782.981Y两优1号BBBB0.7573.348象牙香珍BBBB1.0292.986注：A为低Cd基因型；H为杂合基因型；B为高Cd基因型对于OsNRAMP5基因突变型低镉品种，池栽鉴定技术能够准确鉴定出品种低镉积累特性的同时，还能准确判断参鉴材料纯度，排除种子混杂或杂株对鉴定结果的干扰。2021年本团队负责的镉鉴定平台与湖南亚华种业科学院低镉鉴定平台、湖南省生物研究所（湖南师范大学）低镉鉴定平台共同承担了2021年国家级镉低积累水稻品种审定自主区域试验镉积累特性池栽鉴定任务，对于参试的所有品种（莲两优1号除外），3家平台的鉴定结论一致，其中NRAOsMP5基因突变型低镉品种和区试对照品种的低镉表型鉴定结果分别如表2和表3。同时在区试参试品种镉积累特性鉴定过程中出现了一个小插曲，即3家鉴定平台对莲两优1号的鉴定结果各不相同，本鉴定平台鉴定的莲两优1号在土壤总镉含量为1.00mg/kg、1.20mg/kg和1.66mg/kg土壤中的糙米镉含量均显著低于0.2mg/kg的国家安全标准，判定为低镉品种；而湖南省生物研究所鉴定其在0.62和0.18mg/kg总镉含量土壤中为低镉积累，在1.32和2.41mg/kg总镉含量土壤中糙米镉含量超标；湖南亚华种业研究院则鉴定其在总镉含量0.31mg/kg~2.49mg/kg的土壤中糙米镉含量均超标（表4）。最后通过3家单位比对自查，对送鉴材料保留种子、鉴定池收割保留样品进行基因型鉴定发现（图1），出现上述现象主要是由于送鉴材料种子不纯，再加上3家单位鉴定平台和方法对杂株的辨识度差异所致。由于本团队鉴定平台鉴定池面积较大，因此每个材料每次重复种植1行，每行12~14蔸，而其他两家鉴定平台由于鉴定池面积相对较小，每个材料每次重复只种植半行即6蔸。对于具有一定混杂度的种子而言，群体越小区别杂蔸并准确将其去除的难度相对越大。此外，由于本平台种植鉴定材料的样本量比较大，所以采取分批取样检测，即第一批先取3蔸检测糙米镉含量，当池中3次重复间出现差异较大的检测值时，再另取3蔸检测，直至3次重复结果差异在误差范围内。此时即使第1次结果因为杂株干扰出现异常，也能够很好地发现并解决。因此可知，本团队负责的鉴定平台和采用的鉴定方法相对能够更好地区分出鉴定材料中的杂株，避免杂株干扰检测结果，做到更高的鉴定精准度。表22021年低镉自主区试中具有镉低积累特性品种鉴定结果序号品种名称湖南省水稻研究所湖南亚华种业科学研究院湖南省生物研究所是否具有镉低积累特性鉴定糙米镉含量（mg/kg）鉴定土壤总镉含量（mg/kg）鉴定土壤pH值鉴定糙米镉含量（mg/kg）鉴定土壤总镉含量（mg/kg）鉴定土壤pH值鉴定糙米镉含量（mg/kg）鉴定土壤总镉（mg/kg）鉴定土壤pH值1安优1号0.0321.6555.510.0252.5106.310.1152.416.7是2安优2号0.0391.6555.510.0762.5106.310.1082.416.7是3韶香1000.0301.6555.510.0502.4905.890.0212.416.7是4安两优2号0.0321.6555.510.0812.4905.890.0772.416.7是5清莲丝占0.0431.6555.510.1022.4905.890.0172.416.7是6清莲丝苗0.0421.6555.510.0602.4905.890.0852.416.7是7低镉二号0.0351.6555.510.0002.4905.890.0722.416.7是8低镉三号0.0371.6555.510.0002.4905.890.0622.416.7是9中安早7号0.0371.6555.510.0002.4905.890.0242.416.7是1021LG10.0481.6555.510.1582.4905.890.0742.416.7是1121LG20.0451.6555.510.1082.4905.890.0612.416.7是12中安2号0.0431.6555.510.1402.4905.890.0572.416.7是13莲两优1号0.0241.6555.51——————0.3922.416.7待定表32021年低镉自主区试中对照品种镉积累特性鉴定结果品种名称湖南省水稻研究所湖南亚华种业科学研究院湖南省生物研究所是否具有镉低积累特性鉴定糙米镉含量（mg/kg）鉴定土壤总镉（mg/kg）鉴定土壤pH值鉴定糙米镉含量（mg/kg）鉴定土壤总镉（mg/kg）鉴定土壤pH值鉴定糙米镉含量（mg/kg）鉴定土壤总镉（mg/kg）鉴定土壤pH值丰两优四号0.8500.6745.481.4840.6336.651.2480.626.5否天优华占0.5790.6745.480.4840.6116.410.4460.626.5否五优3080.9900.6745.480.3720.6116.410.3710.626.5否表4莲两优1号在3家鉴定平台的糙米镉含量鉴定结果鉴定平台土壤总镉浓度（mg/kg）重复1重复2重复3平均值省水稻所1.000.040.0550.0470.0481.200.080.090.0840.0851.660.070.050.050.057亚华种业0.310.6150.5610.5190.5650.611.4571.760.9641.3941.002.6462.9281.7592.4442.498.1568.60310.0258.928省生物研究所0.180.0670.0570.0740.0660.620.0730.0890.1090.0911.320.3010.3450.3510.3322.410.3250.4040.4470.392图1莲两优1号送鉴种子纯度检测报告（华智生物3、完成标准的征求意见稿2022年8月，编制组成员将收集到的与标准起草有关的资料和交流意见进行整理，完成了标准文本编写工作，形成标准征求意见稿，同时撰写了编制说明。4、征求意见拟于2022年9月至2022年10月广泛进行标准意见征求，拟征集意见的单位或部门有湖南省农业农村厅、湖南种子管理服务站、湖南省土壤肥料工作站、湖南农业大学、湖南省农业科学院、湖南杂交水稻研究中心、湖南省土壤肥料研究所、湖南省农业环境生态研究所、祁东县农业农村局、湖南彩桥事务所、长沙哲农农业科技有限公司、祁东县煜东种植养殖专业合作社、永州市成丰现代农业科技有限公司、益阳市赫山区红胜水稻种植专业合作社等14个单位的专家达15位，含4家种植业单位。5、编制标准送审稿2022年10月，编制组拟对收集到的反馈意见，进行分析、整理，对标准内容进行逐项修改和完善，形成标准送审稿。拟在湖南省市场监督管理局标准化处的领导下，邀请有关专家召开标准审查会，对标准进行审查并提出修改建议。五、制定标准的依据在编制该项标准的过程中，标准编制工作组遵循GB/T1.1-2020《标准化工作导则第1部分：标准的结构和编写》编写要求，坚持引用最新的国家标准。在指标的选取上，参考了相关的国家标准和行业标准，做到了规范性技术要素和技术指标选取科学合理、有据可依。主要引用的规范性文件如下：GB5009.15-2014食品中镉的测定，GB5084-2005农业灌溉水质标准，GB/T17141-1997土壤质量铅、镉的测定石墨炉原子吸收分光光度法，NY/T1121.2-2006土壤pH的测定等。六、标准的主要内容说明1、标准的适用范围本标准适用于水稻镉积累特性表型池栽鉴定。2、标准的主要内容（1）本标准规定了水稻镉积累特性池栽鉴定的鉴定池技术要求、鉴定材料编号分组、池栽管理、取样检测等技术要求。（2）根据目前水稻镉积累特性表型池栽鉴定的成功经验和做法，技术要求章节，规定了镉池构造设计、镉池土壤要求、土壤入池处理、灌溉水质要求、参鉴材料分组编号、池栽品种布局、育秧移栽、水分管理、施肥、除杂、病虫害防控、取样及样品检测等过程的技术要求。七、标准结构框架本标准文本包括的主要章节内容如下：前  言