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植物对硒的吸收、转化及生理功能研究综述

2014-04-29万海英等

安徽农业科学 2014年21期
关键词:过氧化物谷胱甘肽幼苗

摘要硒是人体和动物必需的微量营养元素,对人体健康有重要意义。综述了植物对硒的吸收转化及硒的生理功能的影响,阐述植物硒的新陈代谢分子机理,并在此基础上对硒的植物应用前景做了展望。

关键词硒;吸收;转化

中图分类号S184文献标识码A文章编号0517-6611(2014)21-06923-03

Review of Selenium in Absorption, Transformation and Physiological Function on Plant

WAN Haiying, YANG Yongkang et al(West Comprehensive Experiment Station of Hubei Provincial S&T Innovation Center, Enshi, Hubei 445000)

AbstractThe microelement Selenium is not only an essential element for human being and animal, but also for health. The absorption, transformation and physiological function of Selenium were reviewed. The molecular mechanism of Selenium metabolism was expounded, and the prospects of selenium application in plant were discussed.

Key wordsSelenium; Absorption; Transformation

基金項目湖北省科技支撑计划项目(2013BEC048)。

作者简介万海英(1984- ),女,湖北随州人,助理农艺师,从事果树栽培与生理方面的研究工作。*通讯作者,研究员,从事药用植物栽培、医药中间体及原料药的研究与开发。

收稿日期20140623硒是动物和人体必需的微量元素,缺乏或过量都引起各种疾病。研究表明,地方性疾病如克山病、大骨节病、克汀病、地方性癌症等都是由缺硒造成的[1-2]。由于缺硒会使谷胱甘肽过氧化物酶(GPX)的活性降低,组织细胞的抗氧化损伤能力减弱,影响细胞的分裂、繁殖等,从而干扰核酸、蛋白质、糖和酶的合成及其代谢[3]。

通过植物对硒的吸收进行补硒是最经济、最安全的途径。植物作为自然界中硒循环的重要载体,可以将土壤中的无机态硒经过吸收、同化转变为有机硒,进而被人和动物所摄取以达到补硒的目的。硒虽然对人和动物的正常生理活动有益,但不是越多越好,满足的范围较狭窄,过量的硒会造成人和动物的硒中毒。

1植物对硒的吸收

植物对硒元素的吸收是其进入食物链的有效途径。低浓度的硒有助于植物生长,而高浓度的硒则对植物生长有抑制作用[4]。研究表明,对胡萝卜叶面喷施硒盐,酶活性下降[26]。硒是非金属元素,能增强植物的抗氧化性和对重金属的耐受性。有研究发现,施用硒酸钠溶液能提高地上部分含砷量7%~45%,也能提高蜈蚣草中的硫醇含量和谷胱甘肽含量,抑制脂类的过氧化反应。这是因为硒激活了植物的保护机制,减轻了其氧化压力,提高了蜈蚣草对砷的吸收[27]。

水培试验结果表明,硒能提高水稻幼苗叶片超氧化物歧化酶、过氧化物酶活性,降低过氧化氢酶活性[28]。硒能促进小麦幼苗体内谷胱甘肽过氧化物酶合成,提高幼苗体内谷胱甘肽过氧化物酶活性。随着硒处理时间的增加,硒对谷胱甘肽过氧化物酶合成的促进作用逐渐增强[29]。硒能影响植物体内谷胱甘肽过氧化物酶、过氧化物酶、多酚氧化酶、超氧化物歧化酶、过氧化氢酶等多种酶活性。

4结语

硒是人和动物生命中必需的微量元素,同时对植物的生长发育有显著的影响。一定浓度的硒对植物生长发育有着积极的促进作用。在增加产量、提高品质方面,硒有着显著的功效。在植物体内,硒的适用范围很狭窄。一般,低硒或适量硒对植物具有促进作用,而高浓度和过量硒反而造成毒害。目前,硒对植物的毒害机制机理是过多的硒代半胱氨酸替代半胱氨酸参与蛋白质的合成,但是否具有其他毒害机制仍需进一步探讨。目前,市场上的绝大多数富硒农产品是通过外源施硒肥获得的,但是长期施用硒肥不仅成本较高,而且易造成环境污染,因此筛选出具有一定富硒能力的农产品并通过一定的育种措施选育出富硒植物新品种是今后硒研究的方向之一。

42卷21期万海英等植物对硒的吸收、转化及生理功能研究综述参考文献

[1] 中国科学院地理研究所环境与地方病组.我国低硒带与克山病、大骨节病病因关系的研究[J].环境科学,1986,7(4):89.

[2] 谭见安译.环境硒与健康[M].北京:人民卫生出版社,1989:219-224.

[3] WORTZMAN M S.Effect of dietary selenium on the interaction between 2acetylaminofluorene and rat liver DNA in vivo [J].Cancer Res,1980,40:2670.

[4] HARTIKAINEN H.Biogeochemistry of selenium and its impact on food chain quality and human health(Review Article)[J].Journal of Trace Elements in Medicine and Biology,2005,18(4):309-318.

[5] KAPOLNA E,HILLESTRM P R,LAURSEN K H,et al.Effect of foliar application of selenium on its uptake and speciation in carrot [J].Original Research Article Food Chemistry,2009,115(4):1357-1363.

[6] MATEJA G,VEKOSLAVA S,SAMO K.Selenium concentration in St.Johns wort(Hypericum perforatum L.)herb after foliar spraying of young plants under different UVB radiation levels [J].Food Chemistry,2009,117(9):204-206.

[7] 周鑫宾,施卫明,杨林章.叶面喷硒对水稻籽粒硒富集及分布的影响[J].土壤学报,2007,44(1):73-77.

[8] 向东山,翟琨,刘晓鹏.富硒玉米子粒中硒赋存形态研究[J].玉米科学,2007,15(5):93-95.

[9] NOWAK J,KAKLEWSKI K,LIGOCKI M.Influence of selenium on oxidoreductive enzymes activity in soil and plants[J].Soil Biology and Biochemistry,2004,36(10):1553-1558.

[10] BANUELOS G S,LIN Z Q.Phytoremediation management of seleniumladen drainage sediments in Santhe Luis Drain:a greenhouse feasibility study[J].Ecotoxicology and Environmental Safety,2005,62(3):309-316.

[11] EUSTIEE D C,FOSTER I,KULL F J,et al.In vitro incorporation of selenome thionine into protion by vigna radiate [J].Polysomers Plant Physiol,1980,66:182-186.

[12] 楊兰芳,丁瑞兴.恩施烟地土壤和烤烟团棵期硒含量与分布的研究[J].湖北民族学院学报,1998,66(1):27-29.

[13] LI H F,LOMBI E,STROUD J L,et al.Selenium speciation in soil and rice:influence of water management and se fertilization[J].J Agric Food Chem,2010,58:11837-11843.

[14] CARTES P,GIANFREDA L,MORA M L.Uptake of selenium and its antioxidant activity in ryegrass when applied as selenate and selenite forms[J].Plant and Soil,2005,276(1/2):359-367.

[15] 吴雄平,梁东丽,鲍俊丹,等.Se(Ⅳ)和 Se(Ⅳ)对小白菜生长及生理效应的影响[J].环境科学学报,2009,29(10):2163-2171.

[16] SUSANNE EICHGREATOREX,TRINE A,SOGN A.Plant availability of inorganic and organic selenium fertilizer as influenced by soil organic matter content and pH[J].Nutr Cycl Agroecosyst,2007,79:221-231.

[17] 王松山,吴雄平,梁东丽,等.不同价态外源硒在石灰性土壤中的形态转化及其生物有效性[J].环境科学学报,2010,30(12):2499-2505.

[18] BROADLY M R,WHITE P J,BRYSON R J.Biofortification of UK food crops with selenium[J].Proceedings of the Nutrition Society,2006,65(2):169-181.

[19] ARVY M P.Selenate and selenite uptake and translocation in bean plant(Phascolus vulgaris)[J].J Exp Bot,1993,44(263):1083-1087.

[20] KESKINEN R,MARJA TURAKAINEN M,HARTIKAINEN H.Plant availability of soil selenate additions and selenium distribution within wheat and ryegrass[J].Plant and Soil,2010,33(1/2):301-313.

[21] ZHU Y G,PILONSMITS E A H,ZHAO F J,et al Selenium in higher plants:understanding mechanisms for biofortification and phytoremediation [J].Trends in Plant Science,2009,14(8):436-442.

[22] 陈铭,谭见安,王五一.环境硒与健康关系研究中的土壤化学与植物营养学[J].土壤学进展,1994,22(4):1-10.

[23] 李会芳,白云生,樊文华,等.不同浓度的硒对大豆种子发芽率及幼苗生长的影响[J].山西农业大学学报:自然科学版,2006,26(3):256-258.

[24] 孙汉文,李朝昉,梁淑轩,等.硒对铬胁迫下蔬菜幼苗生长的影响[J].农业环境科学学报,2006,25(1):63-68.

[25] 张驰,周大寨,吴永尧,等.硒对油菜苗期生长和生理生化指标的影响[J].湖北农业科学,2007,46(3):363-365.

[26] 高家合,张晓海.硒对烤烟的生态毒理效应及临界指标研究[J].云南环境科学,2006,25(4):12-14.

[27] FENG R W,WEI C Y,TU S X,et al.Effects of Se on the uptake of essential elements in Pteris vittata L[J].Plant Soil,2009,325(1/2):123-132.

[28] 吴秀峰,陈平.硒对水稻幼苗生长和生理特性的影响[J].农业与技术,2004,24(5):76-79.

[29] 董卫华,李贞霞,夏金富.亚硒酸钠对小麦幼苗硒积累和谷胱甘肽过氧化物酶活性的影响[J].食品与生物技术学报,2006,35(2):1-5.

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