近年来,关于全球土壤缺锌问题越来越受到人们的关注,特别是粮食作物中锌含量偏低的问题。锌是动植物和人体正常生长发育所需要的微量元素,它参与了人体内的一系列代谢活动。小麦作为人类的主要粮食作物之一,其体内的锌含量以及分布情况,对以小麦及其制品为主要食物来源的人口的锌营养至关重要,然而对于不同基因型的小麦品种,其锌营养差异的生理及分子机制目前尚不十分明确。在本试验中,首先通过对河南省普遍种植的不同基因型小麦进行锌营养特性的研究分析,筛选出对锌敏感性、锌含量、锌累积量以及锌效率等差异较大的两个不同基因型小麦,随后通过营养液培养试验,探究两个小麦品种对外源添加Zn的响应。研究了不同供锌水平下,小麦幼苗的生长发育、根系形态、光合能力、抗氧化能力、亚细胞分布以及Zn转运蛋白的变化,分析了小麦植株体内Zn含量的吸收、转运规律,以其获得不同基因型小麦对锌的响应差异,揭示不同基因型小麦在锌营养效率上的生理和分子机制,为小麦的科学选种、科学施肥以及科学管理提供一定的理论参考依据。本试验研究表明:1、适量的锌浓度可以增加小麦的干质量,增幅为17.0%～79.1%,其中Zn0.25(0.25 mg·L-1)处理下的小麦的干质量增幅最大;但高于Zn0.25(0.25 mg·L-1)或更高施锌浓度时,则会导致小麦的生长发育受到抑制,造成毒害作用。此外,两个小麦品种对不同的施锌处理表现出不同的响应:低锌处理时,矮抗58具有明显的生长优势,增幅最大,对锌更加敏感;高锌处理时,矮抗58明显受到抑制作用,降幅更大,而郑麦0856降幅较小,对锌有更强的耐受性。2、低Zn(0.05～0.25 mg·L-1处理明显促进了小麦根系的伸长(根长、表面积、根体积、根直径、分根数):其中,矮抗58在Zn0.05处理下伸长最明显,增幅达5.4%～146.5%,而郑麦0856在Zn0.25处理下效果最为显著(除平均根直径),增幅达33.7%～47.9%。高锌(2.5 mg·L-1)处理显著降低了两个小麦的根长、根表面积、根体积、平均根直径,降幅达3.4%～30.3%。3、施锌显著提高了小麦的叶绿素含量和光合参数,增强了小麦的光合能力,但随锌施用量的增加,光合作用下降,抑制其生长发育。同时,锌的过量供应增加了丙二醛(MDA)的含量,增强了 SOD、POD的活性,激活了植株氧化应激反应的保护系统,但在两种小麦之间未有明显差异,结果说明,两种小麦对锌的耐受性可能与抗氧化防御系统无直接关系,但Zn与抗氧化酶活性之间存在着密切的关系。4、施锌处理均明显提高了小麦植株体内的Zn含量,而小麦根部的Cu、Fe、Mn含量受到了抑制,但地上部的Cu、Fe、Mn含量在两个小麦品种中有不同的差别。其中,矮抗58中的Zn含量均明显低于郑麦0856,且从根部向地上部的转移系数逐渐降低,但郑麦0856可以将更多的锌从根部转移到地上部或从细胞质转移到液泡中,其转运能力显著高于矮抗58。结果说明,在小麦的根系中Zn与其他重金属元素(Cu、Fe、Mn等)之间存在着竞争作用,且小麦的转运能力可能与对锌的敏感性有关。5、施锌处理明显改变了小麦体内亚细胞组分中Zn的分布。锌的施用在矮抗58叶中显著增加了细胞器组分的占比,降低了细胞液组分占比,根部细胞液组分占比增加,而细胞壁组分占比降低;郑麦0856叶中细胞壁组分占比增加,细胞器组分占比下降,而根部细胞壁组分占比增加,细胞器组分占比下降。6、不同供Zn水平下,两个小麦中的TaZIPs基因的转录水平表现出不同的差异变化。施Zn显著改变了两个小麦根系和地上部中锌相关稳态基因(TaZIPs)地调控。在低锌和高锌处理下,两个小麦根部的TaZIP3和TaZIP7基因表达显著下调,TaZIP13表达轻微上调,而TaZIP3和-5在低锌和高锌处理下表达相反;两个小麦地上部的TaZIP6和-13的转录表达上调,TaZIP7表达下调,而TaZIP3在两个小麦中表达不同但郑麦0856有更高的表达量。7、TaZIPs基因蛋白在小麦的节间、穗梗、穗轴、茎节部位有较高的转录水平;在其他金属元素和外界环境胁迫下,TaZIPs基因易受外界环境和金属元素浓度的调控,其转录水平有不同的差异变化。