综述：提高豆科植物重金属耐受性的育种方法：综述

《Plant Molecular Biology Reporter》：Breeding Approaches for Enhancing Heavy Metal Tolerance in Legume: A Comprehensive Review

摘要

为提高豆科作物对重金属胁迫的耐受性，育种方法变得越来越重要，这主要是为了应对农业土壤中镉、铅、砷、镍和铝等有毒金属污染日益严重的问题。传统育种方法利用天然遗传变异来培育与金属排除、固定和耐受性相关的性状，但其效果通常受到重金属胁迫响应复杂性、数量遗传特性以及环境影响较大的限制。为了克服这些限制，现代育种策略结合了标记辅助选择、基因组选择、QTL定位和候选基因分析等方法，以提高选择精度并加速遗传改良进程。同时，转基因和基因编辑技术可以实现对金属转运、螯合、抗氧化防御和胁迫信号通路相关基因的功能验证和靶向调控。此外，微小RNA（miRNAs）作为重要的转录后调节因子，在重金属胁迫下调节多种应激响应基因的表达。质体转化技术是一种有效的转基因方法，可以实现外源基因的同源重组、定位整合到质体基因组中，并稳定表达与金属耐受性相关的性状。利用转基因豆科植物的植物修复策略为从受污染土壤中提取、固定或稳定重金属提供了环保且经济可行的解决方案。这些育种方法的综合应用有助于培育出具有更高产量、可食用部分金属积累减少以及更强适应力于污染土壤的豆类品种。本综述重点介绍这些综合育种策略，为在重金属胁迫条件下维持豆类生产、保障食品质量和支持环境修复提供了坚实且具有前瞻性的框架。