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。     

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。     

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。     

莴苣中硒含量分布和赋存形态研究

研究了大田补硒栽培莴苣成熟期各器官中硒的含量分布和赋存形态,结果表明:莴苣对硒有一定的富集能力,叶片吸收的无机硒进入莴苣体内代谢后转化为多种形态有机硒,根、茎、叶中的核酸、多糖和蛋白质结合硒是硒的主要赋存形态,生物大分子有机硒含量占总硒量的70%以上。     

植物体内硒素的研究进展

硒是重要的生命元素。植物将土壤中吸收的无机硒转化为有机硒,对植物具有重要的生理作用。介绍影响植物吸收硒的主要因素,硒在植物体内的代谢途径,以及硒对植物的主要生理作用及影响,并对富硒植物的研究进行展望,以为硒和富硒植物的研究提供参考。     

硒酸钠对小麦幼苗生长及微量元素积累的影响

外界硫酸盐环境的变化会影响植物对硒酸盐的吸收转运,且营养元素之间的相互作用会影响植物营养状况、健康和产量。试验选取2个小麦品种冬黑1号和洛旱6号在硫充足(+S)和缺硫(-S)营养液中培养,研究不同浓度硒酸钠对小麦幼苗生长及硒、钼、铁、铜和锌元素含量的影响,从中筛选促进小麦幼苗生长的最适硒酸钠浓度。结果表明,小麦根部吸收的硒和钼可以向地上部转运,主要集中在地上部,叶片硒含量随硒酸钠浓度的增加而增加,且缺硫处理下小麦幼苗对硒和钼的吸收积累能力更强;铁、铜和锌多集中在根部,在植物体内迁移转化能力弱,适宜浓度硒酸钠可以提高叶片铁、铜和锌含量,而硫缺乏和硒酸钠处理均会降低根部铁、铜、锌含量;硫充足(+S)和缺硫(-S)条件下促进小麦幼苗生长的最适硒酸钠浓度分别为5、1μmol/L,此时小麦生长状况良好,微量元素积累也较高;缺硫营养液中高浓度硒酸钠(10μmol/L)处理下,小麦叶片中硒含量最高,但对小麦幼苗有毒害作用,根长、叶绿素含量及硒耐受指数均最低,而硫酸盐可以减弱硒的毒害作用。不同营养环境下只有添加适宜浓度硒酸钠才能促进小麦幼苗生长,同时增加植物中营养元素含量。     

植物硒代谢及其影响因素研究进展

硒是一种非常重要的微量元素,对于动植物的生长发育具有积极影响.植物是硒生态链不可缺少的关键环节,是为动物提供高生物利用度的有机硒源,研究植物的硒代谢有助于更好地了解硒以及利用硒.本文就植物对硒的吸收、转运、代谢及其影响因素,硒在植物中的生理功能以及硒在全民健康方面的应用前景等进行了综述,并对植物硒的未来研究方向进行了展...     

磷酸盐与硒酸盐相互作用对小白菜磷和硒吸收的影响

采用土培盆栽试验方法,研究了不同浓度磷酸盐与硒酸盐相互作用对小白菜生长、磷和硒吸收的影响,旨在为安全有效地进行补硒和硒污染土壤的植物修复提供理论依据。结果表明,在试验的硒浓度范围内（1.0~5.0 mg·kg-1）,硒酸盐对小白菜产生毒害作用,表现为单施硒酸盐处理较对照小白菜的根长、株高、地上部和地下部干重均下降,且高硒处理（5.0 mg·kg-1）小白菜SPAD值显著下降。施用磷酸盐能显著增加小白菜生物量,明显缓解硒酸盐的毒害作用,且由于生物稀释效应导致小白菜地上、地下部硒浓度下降,但小白菜的硒吸收量增加。施磷小白菜地上部硒平均利用率提高至42%,且同等硒浓度低磷处理小白菜硒利用率高于高磷处理,表明适量施磷可提高硒的利用率。施磷时施硒对小白菜地上部磷浓度无显著影响,但由于硒的毒害作用导致磷吸收量下降。     

富硒绿茶含硒量及硒形态的研究

在低硒土壤上叶面喷施亚硝酸钠 ,生产富硒绿茶 ,应用原子荧光法测定了富硒绿茶中总硒含量及有机硒含量。结果表明 ,茶叶喷施亚硒酸钠有显著提高茶叶总硒含量 ,由普通绿茶的( 0 1 2 1± 0 0 30 ) μg·g- 1 提高到富硒绿茶的 ( 0 92 0± 0 892 ) μg·g- 1 ;同时发现 ,富硒绿茶的有机硒总量和百分含量都比普通茶叶显著提高 ,富硒茶叶的有机硒含量达 99%以上 ,富硒绿茶中的硒主要为有机态硒。茶叶叶面施用亚硒酸钠可能刺激了茶叶机体对外源硒的吸收和利用 ,将无机形态的硒转化为有机硒     

硒在动物生产中的研究与应用

<正>微量元素硒是人和动物所必需的微量元素,具有多种重要的生物学功能。从硒元素的发现到其生物学功能的研究和在生命科学中的应用,已经历了160多年。硒作为动物必须的微量元素,引起了广大科研人员的兴趣。1硒的存在形式硒的主要存在形式分为无机硒和有机硒两种,无机硒主要以硒酸盐和亚硒酸盐的形式存在。有机硒主要以硒代氨基酸和富硒酵母两种形式存在。无机硒硒源丰富,价格低廉,曾一度     

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。     

叶面喷施不同形态硒对草莓吸收和转运硒的影响

采用温室大棚试验,研究了叶面喷施硒酸钠和亚硒酸钠对提高草莓硒含量的影响以及硒在草莓植株中的转运和分布,旨在为富硒水果的开发和生产提供理论依据。本试验在草莓初花期进行叶面喷施亚硒酸钠和硒酸钠,当喷硒量为20、40、60 g Se·hm^-2时,亚硒酸钠处理40 d后草莓果实样品中硒含量分别为0.03、0.10、0.15 mg·kg^-1 FW,分别为对照的3、20倍和30倍;硒酸钠处理40 d后草莓果实硒含量分别为0.05、0.12、0.17 mg·kg^-1 FW,是对照处理的5、24倍和34倍。但是叶面喷施的硒持续供给果实的能力有限,随着草莓果实的连续生长,后期采收的草莓中硒含量显著下降。叶面喷硒后,叶片吸收的亚硒酸钠约有30%转移到了根部,而硒酸钠则更多地累积于叶片中,转移到根部的量不到15%。草莓初花期叶面喷施硒可以显著提高前期草莓果实中硒的含量,随着采收期的延长,草莓中硒的含量显著下降,喷施亚硒酸钠的处理硒向根部转移的能力高于硒酸钠的处理。     

Selenium distribution and nitrate metabolism in hydroponic lettuce(Lactuca sativa L.): Effects of selenium forms and light spectra

A deficiency in selenium(Se) in the human diet is a worldwide problem. The intake of Se-rich vegetables can be a safe way to combat Se deficiency for humans. However, most leafy vegetables can accumulate a high content of nitrates, which poses a potential threat to human health. Light is an important environmental factor that regulates the uptake and distribution of mineral elements and nitrogen metabolism in plants. However, the effects of Se forms and light conditions, especially light spectra, on the uptake and translocation of Se and on nitrate reduction are poorly understood. In this study, lettuce(Lactuca sativa L.) was treated with exogenous Se applied as selenate(10 mmol L~(-1)) and selenite(0.5 mmol L~(-1)) and grown under five different light spectra: fluorescent light(FL), monochromatic red LED light(R), monochromatic blue LED light(B), and mixed red and blue LED light with a red to blue light ratio at 4(R/B=4), 8(R/B=8), and 12(R/B=12), respectively. The effects of light spectra and Se forms on plant growth, photosynthetic performance, Se accumulation and nitrate reduction were investigated. The results showed that the light spectra and Se forms had significant interactions for plant growth, foliar Se accumulation and nitrate reduction. The Se concentration and nitrate content in the leaves were negatively correlated with the percentage of red light from the light sources. Compared to Se applied as selenite, exogenous Se applied as selenate was more effective in reducing nitrate via promoting nitrate reductase and glutamate synthase activities. The lowest nitrate content and highest plant biomass were observed under R/B=8 for both the selenate and selenite treatments. The significant effect of the light spectra on the root concentration factor and translocation factor of Se resulted in marked variations in the Se concentrations in the roots and leaves. Compared with FL, red and blue LED light led to significant decreases in the foliar Se concentration. The results from this study suggest that the light spectra can contribute to Se distribution and accumulation to produce vegetables with better food quality.     

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。     

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）。     

外源四价硒条件下硫对小麦硒吸收的影响机制

【目的】研究硫肥对外源四价硒条件下土壤硒赋存形态和价态变化的影响,旨在揭示硫调控小麦硒吸收的作用机制。【方法】以郑麦9023为试验材料,通过苗期土培和水培进行,土培试验设3个硫水平,分别为0、150和300 mg·kg^-1,硫源为硫磺,2个硒水平,分别为0和5 mg·kg^-1,硒源为亚硒酸钠,生长至70 d收获并取土样;水培试验先将幼苗在1/5 Hogland-Arnon营养液中培养2周,然后开始进行处理,设3个硫水平,分别为0、1和2 mmol·L^-1,硫源为硫酸镁,硒水平为10 µmol·L^-1,2种硒源,分别为亚硒酸钠和硒酸钠,培养24 h后收获,土培和水培试验均为完全交互设计,重复4次,采用HG-AFS-8220型双道原子荧光光度计对小麦地上部和根以及土壤中硒含量进行测定,根据与植物硒吸收的相关性,将土壤总硒分成不同赋存形态和价态。【结果】施用适量硒和硫对小麦生长均有一定的促进作用;150 mg·kg^-1硫可以显著降低小麦地上部和根中硒含量和硒累积量,降幅分别可达61.7 %、34.4%和55.7%、24.7%,但是这种降低不会随施硫量的增加而显著变化;施硫可以显著降低土壤pH值,最高可降低0.50个单位,并增加了土壤有机质含量,最高可增加0.78 g·kg^-1。施硫可以显著降低土壤中水溶态硒含量,并显著增加铁锰氧化物结合态硒含量,也增加了有机结合态和残渣态硒含量,而对交换态硒含量无显著影响,表明施硫促使了硒在土壤中的钝化。施硫可以显著降低水溶态中各种价态硒含量,其降幅基本一致,施硫可以增加交换态中四价硒含量而显著减少六价硒含量,表明施硫抑制了硒在土壤中向高效价态的转化。小麦对四价硒和六价硒的吸收差异与是否施硫密切相关,无硫时,六价硒处理下小麦地上部和根中硒含量分别为四价硒处理的44.7和22.4倍,而硫浓度为1 mmol·L^-1时,其硒含量迅速降为四价硒处理的2.8倍和51.8%,表明硫可以显著缩小小麦对四价和六价硒的吸收能力差异。【结论】施用适量硫肥在改善小麦生长的同时,可以通过降低土壤pH和提高有机质含量,促使水溶态硒在土壤中向铁锰氧化物结合态、有机结合态及残渣态的钝化,并抑制交换态中四价硒向六价态的转化,从而降低小麦对硒的吸收。因此,可以通过在高硒缺硫地区增施硫肥以及缺硒高硫地区减施硫肥来有效调控作物体内的硒含量     

水稻砷污染健康风险与砷代谢机制的研究

水稻是人类主要的粮食作物之一，然而，目前稻米主要生产区（东南亚地区）的土壤和灌溉水砷污染严重，导致稻米中砷的积累；砷在稻米中的积累通过食物链传递，对人体健康构成严重威胁。所以，稻米砷污染问题已成为东南亚地区比较突出且急需解决的环境问题之一，而减少水稻对砷的吸收、控制水稻体内砷向籽粒转移、降低籽粒中砷的生物有效性是解决这一问题的关键途径。因此，深入理解水稻对砷的吸收、体内转运和转化等代谢机制非常有必要。近年来有关水稻对砷的吸收和体内砷代谢机制的研究取得了很大进展。研究表明，水稻根系通过磷吸收通道吸收五价砷（As（Ⅴ）），水通道吸收三价砷（As（Ⅲ））。进入水稻体内的砷，一部分由地下部转运到地上部，其中一部分进一步被转运到水稻籽粒中。根表铁膜能抑制水稻对As（Ⅴ）的吸收和向地上部的转运。在水稻的地下部和（或）地上部还存在着As（Ⅴ）还原、As（Ⅲ）甲基化等砷形态的转化过程。最近，水稻砷酸盐还原酶基因已经被克隆和表征。