土壤施硒对大蒜抗氧化作用的影响

李红侠，孙 宁，王 婷，郭云风，王海潮，陈红玲

宿州学院生物与食品工程学院，宿州，234000



土壤施硒对大蒜抗氧化作用的影响

李红侠，孙 宁，王 婷，郭云风，王海潮，陈红玲

宿州学院生物与食品工程学院，宿州，234000

在土壤中施加不同浓度的硒,研究硒对大蒜抗氧化作用的影响。结果表明：当硒浓度为0.3 mg·L-1时，大蒜幼苗叶片中叶绿素含量、超氧化物歧化酶以及过氧化物酶的活性最高；当硒浓度为0.2 mg·L-1时，POD的活性和叶绿素含量均较低；当硒浓度为 0.75 mg·L-1时，大蒜叶片中叶绿素含量下降，POD 活性降低，对幼苗生长有一定的抑制作用。综合分析，土壤中施加适当的硒能提高大蒜叶片中叶绿素的含量、POD和SOD的活性；但高浓度(0.75 mg·L-1)硒影响大蒜叶片中叶绿素的含量，且在一定程度上抑制POD和SOD的活性；当硒浓度为0.3 mg·L-1时，大蒜叶片中叶绿素的含量及POD和SOD的活性也较高，适宜大蒜对硒的有效吸收。

亚硒酸钠；大蒜；抗氧化作用

微量元素硒对人体健康非常重要，因为它是人体中部分抗氧化酶和硒蛋白的重要组成部分，人体内缺硒，可能导致各种疾病。有研究表明，硒可以保护人的心血管和心肌的健康，具有抗氧化、防癌抗癌等多种重要的生理功能。因此，安全有效的补硒成为当今食品领域的研究热点[1-3]。当今农业生产的发展趋势以生产富硒农产品为发展方向。国内已有学者对硒在烟草、水稻、茄子、大蒜和生菜等作物上的肥效和积累特性作了一些探究[5-6]。本文以大蒜为研究对象，探索硒对大蒜幼苗生长的影响，为硒在改善蔬菜和作物生长上的应用提供参考。

1 材料与方法

1.1 材 料

供试大蒜(AlliumsativumL.)购于宿州市大润发超市，供试土壤来源于宿州学院实验田。

1.2 方 法

1.2.1 土壤有机质测定

按常规分析方法测定栽培基质速效氮、磷、钾的含量和土壤的酸碱性：土壤有机质21.35 g·kg-1，速效氮90.15 ·kg-1，速效磷15.42 ·kg-1，速效钾124.51 ·kg-1，pH为7.1～7.3。

1.2.2 盆栽试验

以大蒜为试验材料,选择大小均一、饱满的无机械破损的大蒜蒜瓣,用10%双氧水消毒8～10 min,流水冲洗5遍,蒸馏水冲洗4遍。冲洗好的蒜瓣播于直径为25 cm、高为10 cm盛有0.5 kg田土的花盆里。硒以亚硒酸钠计，试验设7个亚硒酸钠浓度梯度,0、0.2、0.25、0.3、0.35 、0.5、0.75 mg·L-1，每个梯度5个重复，出苗后两叶期开始施于土壤中，每盆200 mL，苗期共施2次。

1.2.3 指标测定[6]

检测叶片中叶绿素含量、超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)的活性。

1.2.3.1 叶绿素含量的测定

(1)叶绿素的提取：从大蒜植株上选取新鲜叶片，剪去枯叶尖，去除叶片中间稍粗些的叶脉，然后处理成小碎片。精确称取0.50 g放进研钵里，再加少许碳酸钙和石英砂以及丙酮5 mL，迅速研磨成匀浆，然后添加5 mL80%的丙酮，把匀浆转入离心管，再用80%丙酮适量洗涤研钵，一并倒入离心管，离心后弃沉淀，上清液用80%丙酮定容至20 mL。

(2)光密度的测定：取1 mL上述叶绿素提取液，加4 mL80%丙酮稀释后转入比色杯中，用80%丙酮对照,分别测定663和645 nm处的光密度值(OD)。按公式(1)计算叶绿素浓度(mg·L-1),根据稀释倍数分别计算每克鲜重叶片中色素的含量。

C=8.02OD663+20.21OD645

(1)

1.2.3.2 超氧化物歧化酶(SOD)活性总叶绿素浓度测定

(1)粗酶液的提取：精确称取大蒜叶片样品3.0 g，放到4℃预冷的研钵中，往钵体中加入4℃预冷的50 mmoL·L-1pH7.8磷酸氢二钠-磷酸二氢钠磷酸缓冲液1 mL,低温研磨至匀浆后转移到离心管中，再用3 mL磷酸氢二钠-磷酸二氢钠磷酸缓冲液冲洗研钵并转入离心管，4℃，10 000 r·min-1离心20 min,上清液为粗酶液。

(2)超氧化物歧化酶活性的测定：酶反应体系加样次序为50 mmoL·L-1pH7.8磷酸氢二钠-磷酸二氢钠磷酸缓冲液1.5 mL,130 mmoL·L-1甲硫氨酸溶液0.3 mL，750 μmoL·L-1每升氮蓝四唑溶液0.3 mL,1 μmoL·L-1乙二胺四乙酸二钠溶液0.3 mL，0.2 μmoL·L-1核黄素溶液0.3 mL，酶液0.1 mL,蒸馏水0.2 mL,在20 mL玻璃试管中充分混匀后，将试管在4 000 lx光下反应8 min，其中，设2支试管作为对照(用蒸馏水代替酶液)，混匀后,将一只对照试管置于暗处，另一只对照试管和其他加酶液试管一起置于日光灯下反应8 min，反应结束后立即避光。以不照光对照管作为空白参比，在波长560 nm处测定吸光度值。以每分钟每克鲜重(FW)样品的反应体系对氮蓝四唑光还原的抑制达50%时为一个超氧化物歧化酶活性单位(U)。

1.2.3.3 过氧化物酶活性的测定

反应体系加样次序为25 mmoL·L-1愈创木酚溶液3 mL，250 mmoL·L-1过氧化氢溶液0.2 mL,0.1 mL酶液，从加入酶液30 s起测定反应体系在波长470 nm处的吸光度值，连续测定10 min。以每克鲜重(FW)样品每分钟吸光度变化值增加0.001时为一个过氧化物酶活性单位(U)。

1.2.3.4 数据统计

所有实验数据采用SPSS 14.0软件处理。

2 结果与分析

2.1 土壤施硒对大蒜幼苗叶绿素含量的影响

叶绿素作为植物光合作用的主要色素，其含量的多少在一定程度上反映了植物光合能力的强弱。由表1可知，硒浓度在0.2～0.3 mg·L-1时大蒜叶片中叶绿素含量逐渐增加，与对照相比均达到显著和极显著水平，说明硒能促进叶绿素的合成。当硒浓度为0.3 mg·L-1时，叶绿素含量最高，高于对照14.10%；但当硒浓度在0.35～0.75 mg·L-1时，叶绿素含量虽高于对照，但随硒浓度增加而逐渐降低，说明对叶绿素合成的促进作用逐渐降低。可见，不同浓度硒处理影响大蒜叶绿素质量分数，从而间接影响大蒜的生长。

表1 各组大蒜生理指标含量的测定

注：*表示显著差异(P<0.05)，**表示极显著差异(P<0.01)。

2.2 土壤施硒对大蒜幼苗POD活性的影响

过氧化物酶(Peroxidase)与作物的光合作用、呼吸作用和生长素的氧化等有密切关系，植物体内某一时期代谢的变化可通过POD活性变化来反映。POD活性的高低与酚类物质代谢、植物抗性密切相关。当POD活性高时，作物的抗逆性就强，作物对于逆境的忍受能力也强。在逆境条件下，当作物受到伤害时，总是伴随着自由基生成量的增加，适量硒能消除过量自由基，保护细胞超微结构免受紫外辐射的损伤。由表1可知，与对照相比，试验组叶绿素含量在显著性水平为0.05时，差异均显著。当晒浓度为0.3 mg·L-1时，达到最高值，在0.01水平时，差异极显著。当硒浓度在0.35～0.75 mg·L-1时，处理对POD活性有一定影响。POD活性逐渐减弱，表明硒对大蒜幼苗的促进作用也随着降低。

2.3 土壤施硒对大蒜幼苗SOD活性的影响

SOD是自然界惟一的以氧自由基为底物的酶，是生物体内最重要的清除活性氧自由基的酶类，在活性氧代谢中处于重要地位[7]。由表1可知，当硒浓度为0.3 mg·L-1时，SOD值最高，在0.01水平上达到极显著；当硒浓度增加，SOD值虽高于对照组，达到显著水平，但SOD值逐渐下降，说明施硒浓度不能高于0.3 mg·L-1。

3 结 论

给大蒜施用一定浓度的硒，有利于大蒜幼苗的生长。当亚硒酸钠溶液浓度为0.3 mg·L-1时，大蒜叶片中叶绿素含量、氧化物歧化酶和过氧化物酶的活性均较高，对大蒜的生长有较好的促进作用；当亚硒酸钠溶液浓度为0.2 mg·L-1时，POD的活性较低，叶绿素含量较低；当硒浓度为0.75 mg·L-1时，硒对大蒜叶片中叶绿素含量、POD和SOD活性有一定的抑制作用。综合分析，适当浓度的亚硒酸钠溶液能提高大蒜中叶绿素的含量，同时提高POD和SOD的活性；但高浓度(0.75 mg·L-1)硒酸钠对大蒜叶片中叶绿素的含量和POD、SOD的活性有一定的抑制作用。在硒酸钠浓度为0.3 mg·L-1时，大蒜叶片中叶绿素的含量和POD、SOD的活性较高，适宜大蒜对硒的有效吸收,说明较低的施硒量能提高大蒜的抗氧化能力，而较高浓度施硒量抑制抗氧化作用。

[1]Li Q,Liu M,Hou J,et al.The preralence of keshan disease in China[J].International Journal of Cardiology 2013,168(2):1121-1126

[2]Yao Y,Pei F,Kang P.Selenium,iodine and the relation with Kashin-Beck disease[J].Nutrition 2011,27(11-12):1095-1100

[3]荀黎红，吴丛雅.硒与癌症的关系研究现状[J].国外医学：医学地理分册，2006(3)：100-102

[4]滕世辉，李晓霞.对叶面喷硒对稻米产量和含硒量影响研究初报[J].农学学报，2015，5(11):1-3

[5]刘中良,涂清芳,姜自红,等.设施水培大蒜栽培管理技术[J].滨州职业学院学报,2012,9(1):62-66

[6]张志良.植物生理学实验指导[M].北京:高等教育出版社, 2015:133-135

[7]郝建军，康宗利，于洋.植物生理学实验技术[M].北京：化学工出版社，2007：101-102

(责任编辑：刘小阳)

10.3969/j.issn.1673-2006.2017.05.035

2017-01-20

宿州学院“教师教学发展研究项目”(2016FZ3)；宿州学院“第十届大学生科学研究项目”(KYLXLKYB16-22)；安徽省高校“优秀青年人才支持计划一般项目”(gxyq2017091);宿州学院自然科学研究重点项目“含二氢吡唑骨架的香豆素衍生物的设计、合成及生物活性研究”(2016yzd04)。

李红侠(1971-)，女，安徽萧县人，硕士，研究方向：植物生理。

S633.4

：A

：1673-2006(2017)05-0122-03