原核生物硒蛋白的生物合成

硒是包括哺乳动物在内许多生物的必需微量元素,与人类健康密切相关。硒分布的不平衡导致所在地食物中硒含量差异较大,且高硒地区的人易发生硒中毒,而低硒地区的人易硒缺乏。胞内硒酸盐经还原及硒磷酸合成酶的活化,在硒代半胱氨酸合酶(SelA)催化下利用Ser-tRNAUGAsec合成硒代半胱氨酸(selenocysteine,Sec),Sec经tRNAUGAsec特异性的类EF-TU延伸因子SelB整合入蛋白质形成硒蛋白。文中主要概述了原核生物硒酸盐的还原代谢和硒代半胱氨酸的插入机制,并提出了利用硒蛋白的合成机制作为检测硒酸盐含量的思路。     

微量元素硒的生理功能研究进展

常见的硒的化学形式有硒酸盐、亚硒酸盐、硒蛋氨酸（Selenomethionine，Se－Met）和硒半胱氨酸（Selenocysteine，Se－Cys）。机体中所有按化学定量结合硒的蛋白均以半胱氨酸硒形式存在。１硒在饲料原料中的存在形式、含量与利用率植物饲料中Se主要以蛋氨酸硒形式存在，少部分以亚硒酸根和硒酸根离子形式存在，含量约为０．０５～２．０mg／kg干物质，某些植物可高达３～４mg／kg干物质。豆科植物通常比禾本科植物更富集硒。动物性饲料中Se主要以有机硒形式存在，少量以亚硒酸盐形式存在，含量高于植物性饲料，如鱼粉含硒约２mg／kg，但…     

植物硒转运蛋白的研究进展

硒是哺乳动物、细菌等许多生物的必需微量元素,也是植物生长发育的有益元素。植物主要吸收土壤中的硒酸盐和亚硒酸盐,经进一步代谢成为人类所需硒的直接或间接来源。研究表明,植物主要利用硫酸盐转运蛋白吸收硒酸盐,而吸收亚硒酸盐的方式还不太清楚。最近的研究结果发现,水孔蛋白及阴离子通道蛋白等参与亚硒酸盐的吸收,且受到多种因素调控,如呼吸抑制剂、代谢抑制剂、pH值、硝酸盐、磷酸盐及谷胱甘肽等。对近几年植物硒转运蛋白的研究结果进行了总结,并对未来的研究方向进行了展望。     

硒是双刃剑？——谈微生物中的硒代谢

硒位于元素周期表第Ⅵ主族,是一种生命必需的微量元素,是第21位氨基酸硒代半胱氨酸、硒代甲硫氨酸和含硒酶的必需组分。硒在人体免疫系统、抗癌、抗氧化等方面发挥重要作用,缺硒会导致40种以上的疾病。硒以Se(-Ⅱ)、Se(0)、Se(+Ⅳ)和Se(+Ⅵ)4种价态存在,所有价态间的转化都有微生物的参与。本文主要综述最近几年国内外微生物代谢硒的研究进展,包括硒对生命体的重要作用与机制,硒的化学性质与生物地球化学循环,硒的氧化、还原和甲基化等多样的代谢硒的微生物类群,微生物代谢硒的分子机制;并探讨了微生物代谢硒在未来的关注点和实际应用。阐明微生物代谢硒在生物地球化学循环、生物多样性、植物富硒、人类健康和环境污染治理等方面都发挥着重要作用。     

外源硒对油菜硒积累及土壤硒残留的影响

为了解油菜对不同外源硒吸收利用的差异,以华油杂9号为材料,通过盆栽试验,研究不同硒源(硒矿、硒粉、硒酸盐、亚硒酸盐)对油菜生长及硒吸收累积规律的影响,分析土壤中残留硒的形态.结果表明:相比对照(不施用硒肥),不同外源硒对成熟期油菜籽粒、果荚、茎叶和根的生物量无显著影响;施用硒矿、硒酸盐和亚硒酸盐后,油菜籽粒、果荚、茎叶...     

富硒花菇中硒元素的形态分析

采用高效液相-原子荧光光谱法测定富硒花菇中硒化物的含量,并通过测定方法检出限、精密度和回收率,对笔者试验建立的方法进行评价。结果表明:花菇中甲基-硒代半胱氨酸含量为0.025 mg·kg~(-1),检出限为1.2μg·L~(-1),精密度为3.6%,回收率为103.5%.亚硒酸钠含量为0.017 mg·kg~(-1)。检出限为1.4μg·L~(-1),精密度为3.3%,回收率为101.8%,硒代-蛋氨酸含量为0.015 mg·kg~(-1),检出限为2.3μg·L~(-1),精密度为4.3%,回收率为99.6%。该方法的线性范围为10~100 ng·m L~(-1),并且成本低、效率高和操作简便,可用于富硒花菇中各硒化物的含量的测定。     

茶树CsSMT基因的克隆、原核表达及植物超表达载体构建

为了发掘利用茶树(Camellia sinensis)富硒关键酶硒代半胱氨酸甲基转移酶(Selenocysteine methyltransferase,SMT)基因Cs SMT,基于宁州2号转录组测序结果,通过RACE克隆该基因的c DNA全长,并通过原核表达和蛋白质印迹(Western blotting)验证该基因,然后构建超表达载体,转化至根癌农杆菌。结果表明:该基因c DNA全长为1277 bp,开放阅读框(Open reading frame,ORF)为1 050 bp,与NCBI公布的茶树该基因ORF序列有8个点突变,且缺少GTCGTC序列。Cs SMT基因编码349个氨基酸,其氨基酸序列与毛果杨、野生大豆、黄芪的SMT以及川桑的同型半胱氨酸-S-甲基转移酶2(Homocysteine-S-methyltransferase 2,HMT2)的氨基酸序列有较高的相似性。目标蛋白分子量约38 k Da,为水溶性蛋白,与预测结果相符。成功构建Cs SMT基因的超表达载体,并获得携带Cs SMT的农杆菌菌株。     

茶树ATP硫化酶和硒半胱氨酸甲基转移酶基因植物表达载体的构建

采用能有效转化双子叶植物的表达载体pBI121构建植物硒营养代谢关键酶基因的表达载体,将原载体中GUS基因用茶树ATP硫化酶基因(APS1和APS2)替换,将硒半胱氨酸甲基转移酶基因(CsSMT)连接到pBI121载体上直接与GUS基因相连,分别构建了目的基因植物表达载体pBI-APS1、pBI-APS2和pBI-CsSMT.通过三亲杂交法将重组质粒导入根癌农杆菌LBA4404中,获得转化工程菌,为通过植物基因工程获得富硒农产品打下基础.     

亚硒酸盐/硒酸盐及相互作用对水稻吸收及转运硒的影响

采用分根装置及营养液水培方法研究了硒酸盐(Na2SeO4)和亚硒酸盐(Na2SeO3)及其在植物体内相互作用对水稻吸收及转运硒的影响,以及水稻根系对硒酸盐和亚硒酸盐的吸收动力学。分根装置中水稻根系左右两侧都供给亚硒酸盐或硒酸盐时,水稻根系硒含量分别为117.8 mg·kg-1和9.85mg·kg-1,地上部硒含量分别为1.39mg·kg-1和6.14mg·kg-1,硒向植株地上部的转移系数分别为0.01和0.69;分根装置中右侧供给Na2SeO3的水稻根系硒含量为103.1 mg·kg-1,左侧供给Na2SeO4的水稻根系硒含量为18.9mg·kg-1,地上部硒含量为6.26 mg·kg-1,转移系数为0.10。亚硒酸盐的供给促进了水稻根系对硒酸盐的吸收,而硒酸盐对水稻吸收亚硒酸盐的影响不显著。吸收动力学结果显示,水稻根系对SeO2-3的最大吸收速率是SeO2-4的13倍,但是水稻根系对SeO2-3的亲和力低于对SeO2-4的亲和力。     

2种薯肉色甘薯对亚硒酸盐的吸收累积特性

【目的】分析2种薯肉色甘薯对亚硒酸盐的吸收累积效应,为探索安全高效的富硒甘薯生产技术和促进广西富硒甘薯产业健康发展提供参考依据。【方法】以橘黄色薯肉的桂薯10号和紫色薯肉的桂紫薯1号为试验材料,测定盆栽土壤中不同浓度(0、0.20、0.40和0.80 mg/kg)亚硒酸盐处理[分别设为Se 0(对照)、Se 0.2、Se 0.4和Se 0.8处理]甘薯植株的农艺性状、薯块产量和品质,分析亚硒酸盐在不同薯肉色甘薯品种各器官中的累积和分配规律。【结果】施用0.20和0.40 mg/kg亚硒酸盐均可显著提高甘薯的单株鲜薯产量(P0.05,下同);施用不同浓度亚硒酸盐对同种薯肉色甘薯植株的蔓长、分枝数和单株结薯数及薯块的可溶性糖、蛋白和胡萝卜素含量均无显著影响(P0.05);Se 0.2、Se 0.4和Se 0.8处理桂紫薯1号的原花青素含量均低于对照,其中Se 0.8处理显著低于对照23.08%;根、茎、薯块和叶片的硒含量在植株不同生长发育时期均高于对照;2种薯肉色甘薯各器官的硒累积量和分配率排序均为薯块根叶茎;薯块中的硒形态均为有机硒,未检测到四价硒和六价硒,其中,硒代胱氨酸含量占有机态硒含量的比例明显高于甲基硒代半胱氨酸含量,桂薯10号薯块的硒代胱氨酸含量占有机硒含量的比例随着外源亚硒酸盐浓度的增加而升高,而桂紫薯1号薯块的硒代胱氨酸含量占有机硒含量的比例随着外源亚硒酸盐浓度的增加而降低。【结论】桂薯10号和桂紫薯1号中的硒均为有机态的硒代胱氨酸和甲基硒代半胱氨酸,其中硒代胱氨酸含量明显高于甲基硒代半胱氨酸含量;在土壤中施用0.20和0.40 mg/kg亚硒酸盐甘薯薯块的产量较高,施用0.80 mg/kg亚硒酸盐桂薯10号薯块的硒代胱氨酸含量占有机态硒含量的比例高于桂紫薯1号,生产实践中可根据甘薯品种特性施用适宜浓度的外源硒。     

叶用莴苣富硒效果影响的研究

对‘射手101’、‘大像生一号’、‘美国大速生’3种叶用莴苣的富硒效果进行比较。分别采用叶面喷施浓度梯度为7.5、15.0、22.5 g/hm2的硒酸钠与亚硒酸钠溶液,进行1次或2次叶面喷施,利用原子荧光光谱仪标准曲线法测量硒含量。结果显示：不同浓度的2种硒源均可以提高3种叶用莴苣含硒量。其中,浓度为22.5 g/hm2的亚硒酸钠富硒效果最好。喷施1次,‘射手101’效果最佳,含硒量为(11.33±1.52753) μg/100 g。喷施2次,‘大像生一号’效果最佳,含硒量为(14.33±0.5774) μg/100 g,约为喷施1次时含硒量(4.87±0.3215) μg/100 g的3倍。     

细菌生物合成纳米硒的研究进展

硒是人和动物必需的一种微量元素,但是高浓度硒盐会对有机体产生毒害作用,同时会污染环境。而细菌合成的纳米硒无毒、稳定,具有较高的生物活性,在纳米硒生产和硒污染治理等方面应用潜力巨大。本文主要综述了纳米硒的特征及应用,分析了碳氮源、氧气、温度、pH等一系列因素对细菌产生纳米硒过程的影响,阐述了细菌还原合成纳米硒的初步研究机理,并探讨了该研究未来的关注点,为生物纳米硒的广泛应用提供参考。     

不同硒源对小麦生长、硒吸收利用以及玉米后效的影响

湖北恩施蕴藏有丰富硒矿资源。为了明确植物对硒矿及土壤中几种常见硒形态的吸收利用差异,通过土培试验,研究了不同硒源(亚硒酸盐、硒酸盐、硒矿及硒粉)对小麦生长及硒吸收分配的影响,并分析了其对小麦后茬作物玉米的后效。结果表明,施用硒酸盐、亚硒酸盐及硒粉对小麦各部位生物量无显著影响,施用硒矿显著增加了小麦生物量,其增幅可达11.56%。小麦对不同硒源的吸收能力为硒酸盐亚硒酸盐硒矿硒粉,不同硒源处理下硒向小麦地上部的转移能力为硒酸盐硒矿硒粉亚硒酸盐。施用硒矿、亚硒酸盐、硒酸盐以及硒粉后小麦籽粒中硒含量的比例为1∶2.95∶19.19∶0.15,其后效在玉米地上部硒含量的比例为1∶1.96∶6.44∶0.07,由此表明硒矿在玉米后效上与亚硒酸盐和硒酸盐处理的差距显著缩小,硒粉则难以被作物吸收利用。总的来看,硒矿对作物生长的改善能力最强,而且具有相对持久的后效。     

腐殖酸对水培小麦吸收硒酸态硒和亚硒酸态硒的影响

[目的]研究腐殖酸对水培小麦吸收硒酸态硒和亚硒酸态硒的影响。[方法]采用水培试验,研究小麦对10~80μg/L硒酸态硒(Se~(6+))及亚硒酸态硒(Se~(4+))的吸收和腐殖酸的影响。[结果]小麦对Se~(4+)和Se~(6+)的吸收与其在培养液中的浓度呈线性关系,小麦对Se~(6+)的吸收是Se~(4+)的6.0~10.5倍。腐殖酸促进小麦对Se~(4+)的吸收,平均增加12.1%;但腐殖酸抑制小麦对Se~(6+)的吸收,平均减少18.6%,且随Se~(6+)浓度的增加抑制作用增强。有腐殖酸存在时小麦吸收Se~(6+)是Se~(4+)的4.3~7.4倍;有腐殖酸时Se~(4+)和Se~(6+)促进小麦生长,Se~(6+)促进作用更为明显,生物量平均增加12.3%。40和80μg/L Se~(4+)培养小麦地上部分吸收的硒分别为初始加入量的3.76%和3.31%,在这2个浓度下,小麦吸收的Se~(6+)分别为初始加入量的27.2%和27.8%。施用Se~(6+)是Se~(4+)作物利用率的7.2~8.4倍。[结论]可以通过土壤溶液Se~(4+)或Se~(6+)的浓度调控农作物硒含量,应用Se~(6+)更为经济环保。     

藻类硒蛋白研究进展

硒是人体生长必须的基本元素。硒蛋白是由硒代半胱氨酸插入特异结合的蛋白。它在动物中的重要作用具有广泛的研究,而高等植物和酵母只有少量的相关研究。通过对藻类富硒机理、硒代谢途径、硒分布和形态、藻类硒蛋白等方面内容的总结、概括,重点介绍了藻类几种重要的硒蛋白。     

外加 Se(Ⅵ)在土壤溶液中的价态转化研究

以熟红黄泥为试验材料，研究了在淹水培养过程中不同氧化还原条件下外加Se(Ⅵ）在土壤溶液中的价态转化。结果表明，在两种土壤Eh培养条件下，外加的Se(Ⅵ）约有20％进入土壤固化，80％进入土壤溶液。在低Eh值（175mV )条件下，进入土壤溶液的硒约有90％呈有机态，且较稳定；10％左右的Se(Ⅵ）还原为Se(Ⅳ），此还原以应符合动力学一级方程，半衰期为3．7d。 在高Eh值（450mV）条件下，进入土壤溶液的硒在第一天70．9％呈Se(Ⅵ）态，且稳定；29．0呈有机态，并在培养过程中先氧化成Se(Ⅵ），然后Se(Ⅳ）再氧化成Se(Ⅵ）。     

磷和不同价态硒对小麦硒吸收转运的影响

【目的】 研究小麦在施磷情况下对不同价态外源硒的吸收及转运规律,阐明小麦对硒吸收与转运的影响,分析不同价态硒在小麦体内的转运与分配。【方法】 采用盆栽试验,研究在施磷条件下硒酸盐和亚硒酸盐处理对小麦硒的吸收与转运。【结果】 低量硒酸盐处理中,低磷和高磷处理较不施磷处理的小麦硒肥利用率分别提高了96%和128%;高量硒酸盐处理中,低磷和高磷处理较不施磷处理的小麦硒肥利用率分别提高了78%和123%。低量亚硒酸盐和高量亚硒酸盐处理中,高磷处理较不施磷处理小麦硒肥利用率降低了50.7%和55.6%。施用硒酸盐时,高磷处理较不施磷处理小麦根、茎、叶及穗的硒含量分别增加了23.0%、17.0%、64.6%和62.1%;施亚硒酸盐时,高磷处理较不施磷处理小麦根、茎、叶及穗的硒含量分别降低了71.3%、72.1%、80.6%和73.8%。施用硒酸盐时,在不施硒、低硒及高硒条件下,高磷处理小麦植株硒富集系数较不施磷处理分别增加28.9%、60.6%和50.5%;施用亚硒酸盐时,在低硒及高硒条件下,高磷处理小麦植株硒富集系数较不施磷处理分别降低65.3%、72.3%。【结论】 磷素可以活化土壤中稳定态硒,提高了硒酸盐的生物有效性。施磷降低了土壤pH值,促使土壤中可溶态硒和可交换态硒转化成铁氧化物态硒和有机态硒,而铁氧化物态硒与有机态硒很难被作物吸收利用,造成当磷肥与亚硒酸盐配施时降低了作物对亚硒酸盐的吸收。     

不同硒肥对马铃薯产量、硒含量及品质的影响

【目的】研究不同硒肥对马铃薯产量、硒含量及品质的影响,为富硒马铃薯的生产提供依据。【方法】选用马铃薯“早大白”作为研究对象,采用不同用量（0(CK),1.5,3.0,6.0,10.0 mg/kg）硒酸钠硒肥、亚硒酸钠硒肥、生物炭基硒肥、保水缓释硒肥4种硒肥进行盆栽试验,研究4种硒肥对马铃薯产量、硒含量及淀粉含量的影响。【结果】硒肥用量为1.5 mg/kg（除亚硒酸钠硒肥外）时马铃薯产量增加,之后随着硒肥用量增加马铃薯产量降低;随着硒肥用量的增加,马铃薯总硒含量和有机硒的转化率均呈先升高后降低的趋势,综合考虑马铃薯的产量、总硒含量及有机硒的转化率,硒肥用量以3.0 mg/kg为宜。在适宜硒肥用量3.0 mg/kg时,4种硒肥不会影响马铃薯淀粉的累积。【结论】4种硒肥中,生物炭基硒肥、保水缓释硒肥对马铃薯的增产效果优于硒酸钠硒肥、亚硒酸钠硒肥,硒肥用量以3.0 mg/kg为宜。     

In Situ X-ray Absorption Study of Surface Complexes: Selenium Oxyanions on agr-FeOOH

A novel application of x-ray absorption spectroscopy has provided structural information for ions sorbed at oxide-water interfaces. As an example, in situ extended x-ray absorption fine structure (EXAFS) measurements of adsorbed selenate and selenite ions at ah alpha-FeOOH(goethite)-water interface have been performed; these measurements show that selenate forms a weakly bonded, outer-sphere complex and that selenite forms a strongly bonded, inner-sphere complex. The selenite ion is bonded directly to the goethite surface in a bidentate fashion with two iron atoms 3.38 angstroms from the selenium atom. Adsorbed selenate has no iron atom in the second coordination shell of selenium, which indicates retention of its hydration sphere upon sorption. This method provides direct structural information for adsorbed species at solid-liquid interfaces.