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不同外源硒强化对超聚硒植物堇叶碎米荠硒积聚、营养品质、元素吸收及抗氧化响应的影响

时间:2020-08-13 作者:于添 来源: 阅读量:

硒(Se)是人和动物不可缺少的必需微量元素之一,硒缺乏可能会导致心脏病、免疫失调、认知能力下降、甲状腺功能减退等多种疾病。然而,世界上大约有10亿人硒摄入不足,以中国为例大概70%地区面临硒缺乏,影响约7000万中国人,因此,科学补硒对于人类健康尤为重要。通过硒生物强化手段,进行植物的富硒栽培是解决硒缺乏的有效手段。然而,不同的植物聚硒能力和耐硒程度不同,限制了部分硒强化植物的应用。近年来,超聚硒植物由于其高效聚硒转化能力,且在新的硒补充剂的开发中具有重要的潜在应用价值而成为新的研究热点。堇叶碎米荠(Cardamineviolifolia)是在世界硒都中国恩施发现的一种新型超积累植物。在恩施当地有长期的食用习惯,其茎叶鲜嫩可口,营养丰富,可以将无机硒转化成有机硒,在野生条件下其硒含量可达1000ppm以上。然而,其聚硒机理及吸收转化机制仍然不是十分清楚。且不同的外源硒形态(硒酸盐,亚硒酸盐或有机硒形态)是否对其聚硒转化产生影响,以及高硒的聚集是否会影响其生长,抗氧化系统以及对其他营养物质的吸收也不得而知。

本研究采用土壤根施实验,进行不同外源硒的生物强化,评估了不同浓度下硒酸钠,亚硒酸钠和硒酵母(50-800 mg/L)对堇叶碎米荠的生长、硒积聚、硒形态、营养物质吸收和抗氧化反应的影响。结果表明,高硒浓度400-800 mg/L会明显抑制其生长,影响大部分营养素的吸收并引起氧化应激反应。通过不同外源硒的处理,硒积聚顺序表现为硒酸钠>亚硒酸钠>硒酵母,最大硒浓度可达到7000 mg/kg以上,其中有机硒约占90%,主要的硒形态是SeCys2各种硒形态和比例受不同外源硒的种类和浓度的影响。此外,植物生长、营养品质指标、元素吸收和抗氧化反应表明,200mg/L硒酸钠最适合堇叶碎米荠积聚硒并其对植物品质没有太大影响。而如果获得更多的有机硒比例,200mg/L亚硒酸钠可能是更好的选择。

本研究由国硒中心-恩施德源健康科技发展有限公司于添博士及其合作作者完成,该研究成果以题为“Effects of selenium biofortification on Se accumulation, nutrition quality, elements uptake, and antioxidant response in thehyperaccumulationplantCardamine violifolia”的研究论文在国际学术期刊Ecotoxicology and Environmental Safety(环境科学与生态学二区IF=4.872 )发表。项目获得恩施州科技支撑项目及恩施德源健康科技发展有限公司院士专家工作站的项目经费支持。

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