《NMT 通讯》第四期
63
摘要：
农作物根据可食用部位的不同，农业生产上对农作物吸收转运重金属能力的要求不同。
对于地下部分为可食用部位的农作物，要求地下部分重金属积累的越少越好，非损伤微测技
术（
NMT
）可以检测活体水稻根系吸收及往地上部分转运
Cd
2+
、
Pb
2+
、
Cu
2+
的速率，根系吸
收重金属离子速率越低，往地上部分转运速率越高的，其地下部分重金属积累越少。反之，
根系吸收重金属离子速率越低，往地上部分转运速率越低的，其地上部分重金属积累越少。
关键词：
非损伤微测技术；重金属；污染；农作物
创新机遇
农作物重金属低积累品种快速筛选评价办法
收稿日期：
2023-4-2
*
通讯作者
E-mail: mayue@nmtia.org.cn
电话：
18501056738
创新机遇
马跃
1,*
1 中关村 NMT 产业联盟，北京，中国，100080
1 背景
我国耕地土壤重金属污染严重，根据
统计，我国耕地的土壤重金属污染概率为
16.67%
左右，据此推断我国耕地重金属污
染的面积占耕地总量的
1/6
左右。根据第三
次全国国土调查情况，我国耕地面积
19.18
亿亩，由此可见，全国耕地重金属污染面
积约为
3.2
亿亩，镉、铅、铜是主要的几种
重金属污染元素，其中，镉的污染率高达
25.20%
，约
0.8
亿亩耕地土壤受到了镉污染，
而这些受到污染的耕地所产出的作物、蔬菜、
瓜果等，会对人体的健康产生严重危害。随
着我国生命科学研究的发展，一些作物、蔬
菜、瓜果等已经诞生出低镉积累植株，这些
植株因为吸收镉、铅、铜等重金属污染元素
的能力较弱，所以，自身所积累的重金属污
染元素含量较低，所产出的农产品较为安全。
但是，目前缺少可以在作物、蔬菜、瓜果植
株种植前检测其吸收重金属污染元素能力的
方法。
2 方法原理
2.1 技术基础
非损伤微测技术（
NMT
）
2.2 检测原理
NMT
技术可以直接检测活体植株吸收
土壤中重金属污染物质（镉、铜、铅）能力
2.3 判定标准
检测活体植株吸收重金属污染元素（镉、
铅、铜）流速值判断其吸收能力
《NMT 通讯》第四期
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创新机遇
2.4 方法优势
（1）效率高：无需实地种植，植株只需要
经过短期培养，就可以进行检测；
（2）精度高：数量级可以达到
pico mole
（
10
-12
）
（3）更准确：检测环境可以模拟土壤中重
金属物质浓度；
（4）周期短：用活体生物实时、动态检测，
可以实现多种指标同步检测；
3 应用案例
案例：快速筛选不同甜高粱品种吸收镉能力
品种
H18
的镉吸收能力与品种
L69
相比要
更强。
图：（a）品种
H18
和品种
L69
根部不同部位吸收能
力对比
（b）品种
H18
和品种
L69
在距离根冠顶端
300μm
位置，镉离子吸收能力对比
（c）品种
H18
和品种
L69 10min
内平均镉离子吸收
能力对比
（责任编辑：李雪霏）
4. 支持文献
[1] Feng J , Jia W , Lv S , et al. Comparative
transcriptome combined with morpho‐
physiological analyses revealed key factors
for differential cadmium accumulation in two
contrasting sweet sorghum genotypes[J]. Plant
Biotechnology Journal, 2018.
[2] Bza B , Jie M , Fc A , et al. Mechanisms
underlying silicon-dependent metal tolerance in
the marine diatom Phaeodactylum tricornutum
- ScienceDirect[J]. Environmental Pollution,
262.
[3] Han X , Zhang Y , Yu M , et al.
Transporters and ascorbate–glutathione
metabolism for differential cadmium
accumulation and tolerance in two contrasting
willow genotypes[J]. Tree Physiology, 2020.
[4] Feng J, Jia W, Lv S, Bao H, Miao F, Zhang
X, Wang J, Li J, Li D, Zhu C, Li S, Li Y.
Comparative transcriptome combined with
morpho-physiological analyses revealed key
factors for differential cadmium accumulation
in two contrasting sweet sorghum genotypes.
Plant Biotechnol J. 2018 Feb;16(2):558-571.
doi: 10.1111/pbi.12795. Epub 2017 Aug 3.
PMID: 28703450; PMCID: PMC5787832.
[5]
许越 . 非损伤微测技术
—2022[J].NMT
通讯
,2022(01):11-17.
