外源硒在小白菜和小麥體內(nèi)的分布及形態(tài)研究.pdf

1、日常飲食是人體攝入硒的重要途徑。通過施用硒肥來生產(chǎn)富硒作物可以有效提高低硒地區(qū)人群的硒水平，保護(hù)人體健康。富硒作物的補(bǔ)硒效果不僅取決于其硒含量，而且與作物中的硒形態(tài)密切相關(guān)。對(duì)作物硒形態(tài)的分析也有助于查明硒在作物體內(nèi)的遷移轉(zhuǎn)化過程，為富硒作物的科學(xué)生產(chǎn)奠定基礎(chǔ)。因此本研究在總結(jié)前人工作的基礎(chǔ)上，建立了基于液相色譜-原子熒光光譜聯(lián)用技術(shù)測(cè)定植物硒形態(tài)的分析方法;并以土施和葉面噴施兩種方式外源添加硒酸鈉、亞硒酸鈉盆栽試驗(yàn)，探討了不同施硒處理

2、小白菜和小麥植株不同部位硒形態(tài)分布特征、硒吸收及轉(zhuǎn)化的差異。明確了小白菜和小麥葉片中硒的亞細(xì)胞分布及其形態(tài)組成，旨在為搞清不同外源硒在作物體中的代謝和遷移過程提供科學(xué)依據(jù)。本研究得到的主要結(jié)果如下:
　　1.建立了液相-原子熒光法測(cè)定植物硒形態(tài)分析的方法（包括樣品提取和檢測(cè)）。具體為:以樣品質(zhì)量5％的蛋白酶E在20mmol/L Tris-HC1緩沖環(huán)境下對(duì)植物樣品進(jìn)行酶解，37℃恒溫振蕩12h后將提取液離心、過濾，在流動(dòng)相（60m

3、mol/L磷酸氫二銨滴加甲酸至pH=6.0）攜帶下通過Hamilton PRP X100陰離子色譜柱實(shí)現(xiàn)各形態(tài)硒的分離，柱后在2.0％硼氫化鉀和1.0％碘化鉀輔助下通過紫外消解器消解，將各形態(tài)硒轉(zhuǎn)化適于檢測(cè)的四價(jià)后進(jìn)入氫化物發(fā)生-原子熒光光譜儀響應(yīng)，以外標(biāo)法獲得各形態(tài)硒濃度。本方法對(duì)硒代蛋氨酸、硒代胱氨酸、甲基硒代半胱氨酸、亞硒酸根、硒酸根五種硒形態(tài)的檢測(cè)限分別達(dá)到6.40、6.03、8.50、2.52、6.22μg/L。通過精密度檢驗(yàn)

4、以及與硒代蛋氨酸定值的國際標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)SELM-1對(duì)照，證明該方法能實(shí)現(xiàn)植物硒形態(tài)的定量檢測(cè)。
　　2.硒代蛋氨酸是小白菜和小麥酶解后主要的有機(jī)硒形態(tài)，甲基硒代半胱氨酸次之，硒代胱氨酸含量最少，一般小于總硒量的10％。六價(jià)硒是供試的兩種作物中主要的無機(jī)硒形態(tài);四價(jià)硒由于易于被樣品吸附，很少能被檢測(cè)到。兩種作物相比，小白菜比小麥聚硒能力更強(qiáng)，盡管有機(jī)轉(zhuǎn)化率較低，但在施硒量相同的情況下小白菜中各有機(jī)硒含量均高于小麥，尤以甲基硒代半胱氨酸較

5、多，因此小白菜作為富硒作物具有更好的補(bǔ)硒效果。不同施硒處理相比，外源硒施入價(jià)態(tài)和施入方式均影響硒在植株中的分布及轉(zhuǎn)化。土施硒酸鹽時(shí)根部吸收的硒在根部不能轉(zhuǎn)化成有機(jī)態(tài)，因而絕大多數(shù)直接轉(zhuǎn)運(yùn)至地上且仍以硒酸根的形式儲(chǔ)存;土施亞硒酸鹽時(shí)植物吸收的硒更多在根部轉(zhuǎn)化為有機(jī)態(tài)，但從含量上看植物吸收的硒也主要累積在地上部分，而其以何種形態(tài)轉(zhuǎn)運(yùn)有待進(jìn)一步探究。葉片噴施的硒被植物吸收后極少向地下轉(zhuǎn)運(yùn)，且有機(jī)轉(zhuǎn)化率低于土施硒處理。
　　3.硒在小白菜

6、和小麥葉片的亞細(xì)胞組分中的分布符合液泡等可溶性組分＞細(xì)胞器＞細(xì)胞壁的分布規(guī)律。液泡對(duì)硒起到明顯的區(qū)隔化作用，降低了硒對(duì)細(xì)胞關(guān)鍵代謝部位的毒害;細(xì)胞壁對(duì)硒的阻滯作用很小。不同亞細(xì)胞組分中的硒的形態(tài)不同:液泡等可溶性組分中的硒主要是六價(jià)的無機(jī)硒;而細(xì)胞器中則是以硒代蛋氨酸為代表的有機(jī)硒;細(xì)胞壁由于含硒量過低，無法識(shí)別出其中硒的形態(tài)。本研究得出的植物硒亞細(xì)胞分布狀況，在很大程度上解釋了不同價(jià)態(tài)外源硒及不同種類植物中硒含量的差異:在施加硒酸鹽的

7、處理中，植物吸收的硒大多不經(jīng)轉(zhuǎn)化而儲(chǔ)存進(jìn)液泡;而在施加亞硒酸鹽的處理中，植物吸收的硒更容易轉(zhuǎn)化成有機(jī)態(tài)而進(jìn)入細(xì)胞器，因此在吸收量相同的情況下亞硒酸鹽更易對(duì)植物造成毒害。未經(jīng)有機(jī)轉(zhuǎn)化進(jìn)入液泡中硒的比例隨施硒濃度增大而增高。小白菜能將吸收的硒更多地轉(zhuǎn)運(yùn)至液泡，因而聚硒能力比小麥更強(qiáng)。
　　綜上所述，富硒小白菜和小麥中同時(shí)含有以硒酸根為代表的無機(jī)硒和以硒代蛋氨酸為代表的有機(jī)硒。不同施硒方式、施硒價(jià)態(tài)以及不同種類的作物中硒的含量、分布和形