硒对春茶谷胱甘肽过氧化物酶活性及品质的影响

2019-01-18梁潘霞潘丽萍陈锦平刘永贤江泽普

西南农业学报 2018年12期

梁潘霞，邢颖，廖青，潘丽萍，陈锦平，刘永贤，江泽普

(广西农业科学院农业资源与环境研究所/广西富硒农业研究中心，广西南宁530007)

【研究意义】硒(Se)是人体必需的15种微量元素之一，其对人体健康发挥着巨大的作用[1-2]；硒也可以提高植物体内必需氨基酸含量、促进蛋白质合成，并通过GSH-Px为其赋存形式之一参与机体活性氧清除，从而阻断脂质过氧化的链式反应，以确保生物体生命活动的正常进行[3]。在己发现的富硒作物中，茶树具有较强的富集硒的能力，能将吸收的无机态硒转化为有机态硒，而且茶叶方便储运，因此饮用富硒茶可作为人体补充硒元素的理想途径和资源。广西茶树资源丰富，但目前广西茶园在硒元素的高效利用和硒对茶叶品质的影响研究还相对较少，富硒特色茶种种植生产经营尚未走上标准化、规范化的轨道，未能充分提升茶叶的附加值。因此，开展硒对茶叶硒含量、谷胱甘肽过氧化物酶活性及品质的影响的研究，为获得硒素含量稳定、安全、优质的茶叶，进一步提升茶叶的附加值，从而对带动整个富硒茶产业的突破性发展具有重要的意义。【前人研究进展】覃潇敏等[4]通过盆栽试验发现，外源添加Na2SeO3能提高春茶和夏茶硒及茶多酚、氨基酸可溶性糖含量，且其含量随着Na2SeO3施用量的增加呈先增加后降低的趋势。雷红灵等[5]对盆栽藤茶进行叶面喷施硒肥，发现藤茶叶片的含硒量随着硒质量浓度的升高而增加，低质量浓度的硒能促进藤茶抗氧化酶活性及藤茶中黄酮、可溶性糖、可溶性蛋白质的合成，最适施硒质量浓度为100 mg/L。宋家永等[6]研究表明，小麦叶面喷施硒肥后，显著提高小麦籽粒硒含量和谷胱甘肽过氧化物酶活性。低质量浓度硒(1.0 mg/L 亚硒酸钠)能明显提高水稻分蘖期、孕穗期谷胱甘肽过氧化物酶活性；高质量浓度硒(10.0 mg/L 亚硒酸钠)处理明显抑制分蘖期谷胱甘肽过氧化物酶活性，但对水稻孕穗期谷胱甘肽过氧化物酶活性有促进作用[7]。丁波等[8]通过水培试验发现，苦丁茶施用Na2SeO330 d后，浓度为1.0 mg/L时, 苦丁茶叶片中硒含量最高，浓度为3.0 mg/L时苦丁茶叶片中可溶性蛋白、维生素C、黄酮、皂苷、茶多酚及儿茶素含量最高。【本研究切入点】不同的植物、同一植物不同部位，在不同施硒方式下，植物的富聚硒能力都不一样，目前通过土壤淋施硒肥后，广西春茶的聚硒能力以及硒对春茶抗氧化酶活性和品质的研究报道不多。【拟解决的关键问题】探索外源施硒对茶叶含硒量、GSH-Px活性及品质的影响, 为更深入研究硒在茶叶体内的动态变化及硒调控茶叶生理机制提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 供试材料

试验地位于广西桂平碧水西山茶园基地(E 109°56′59″，N 23°18′36″)，海拔 46 m，供试茶树品种为金宣，树龄14年。土壤理化性质见表1。

1.2 试验方法

于2017年1月开展田间试验，设0、9、12、15、18和21 L/hm2等6个氨基酸螯合硒液肥浓度梯度，肥料兑水后选择阴天进行淋施，设3次重复，每小区面积50 m2。施硒后30 d 采两叶一心叶片，蒸馏水漂洗3 次，滤纸擦干，取新鲜叶片用于抗氧化酶的测定，其余叶片105 ℃杀青5 min，55 ℃烘干，粉碎过筛备用。

1.3 测定项目及方法

GSH-Px的提取和活性测定：取鲜样(根或叶片)0.5 g，加入该酶的提取液3 mL，冰浴研磨成匀浆，3000 r/min下离心10 min，取上清液在12 000 r/min下离心5 min，取上清液用于GSH-Px的活性测定，采用荣征星等[9]的DINB直接测定法。茶及茶制品中茶多酚含量的测定按GB/T8313-2008进行。茶多糖采用NY/T1676-2008标准测定。土壤基础肥力的测定按常规法进行，土壤和植株含硒量的测定采用荧光光度法。

1.4 统计分析

数据处理采用Spss19.0、Excel 2013等软件进行统计分析。

2 结果分析

2.1 不同浓度的硒肥对春茶含硒量的影响

由图1可知，各施硒处理茶叶硒含量均显著高于CK处理(P<0.05，下同)，其中9～15 L/hm2时，茶叶的含硒量随着硒肥浓度的增加呈上升趋势，在15 L/hm2浓度处理时最高，为0.64 mg/kg；15～21 L/hm2的硒肥浓度处理下，茶叶的含硒量随硒肥浓度的增加呈下降趋势；12～21 L/hm2的各处理下茶叶硒含量差异不显著(P>0.05，下同)，且均显著高于9 L/hm2处理。

2.2 不同浓度的硒肥对茶叶GSH-Px 活性的影响

由图2可以看出，各施硒处理茶叶GSH-Px活性均显著高于CK处理，其中9～15 L/hm2时，茶叶的含硒量随着硒肥浓度的增加呈上升趋势，在15 L/hm2浓度处理时GSH-Px活性最高；18～21 L/hm2的硒肥浓度处理下，茶叶的GSH-Px活性随硒肥浓度的增加呈下降趋势；12～18 L/hm2的各处理下茶叶GSH-Px活性差异不显著，且均显著高于9和21 L/hm2处理。

表1 土壤理化性质

图中不同字母表示5 %差异显著水平，下同Different letters show significant level at 5 %，the same as below图1 供硒水平对茶叶含硒量的影响Fig.1 Effects of Se application on Se content in tea

图2 供硒水平对茶叶谷胱甘肽过氧化物酶活性的影响Fig.2 Effects of Se application on GSH-Px activity in tea

2.3 不同浓度的硒肥对春茶品质的影响

由图3 ～4可见，施硒处理下茶叶茶多酚、茶多糖含量均显著高于CK处理，且两者含量随着硒肥浓度的增加均呈先上升后下降的趋势，18 L/hm2浓度处理时茶叶茶多酚、茶多糖最高，为13.7 %、4.48g/100g，分别比CK增加了37.22 %、55.58 %，说明在一定的施硒质量浓度范围内，硒可以提高茶叶中的有效成分含量，最适硒质量浓度为18 L/hm2。

3 讨论

目前，中国营养学会推荐的成人硒摄入量为50～250 mg/d，而中国2/3地区硒摄入量低于最低推荐值，面临着硒元素缺乏引起的“隐性饥饿”。从源头上消除隐性饥饿，可利用植物有机硒源，通过食物链转化，从天然食品中摄取适量硒营养，从而预防硒缺乏引起的疾病，是一条安全、价廉、可行的途径[10]。本研究结果表明，施硒处理后的春茶茶叶硒含量都要显著高于对照处理，含硒量达到0.48～0.64 mg/kg，按照DB45/T1061-2014广西地方标准《富硒农产品硒含量分类要求》，施硒处理后的茶叶硒含量达到富硒标准。雷红灵等[5]对藤茶叶面喷施硒肥50～100 mg/L时, 藤茶叶片的含硒量明显增加，硒的含量可达24.33 mg/kg，远高于本研究下茶叶硒含量，原因可能为不同施肥方式、不同品种茶树在摄取硒的生理机制上有差异，茶叶对土壤淋施螯合氨基酸硒肥和叶面喷施硒肥影响的敏感度有所不同，外源硒对植物的效应受剂量影响。但作物是否受到体内生理及遗传因素的制约，以及作物对硒的吸收和转化是否有严格的调控作用仍需进一步研究。

图3 供硒水平对茶叶茶多酚的影响Fig.3 Effects of Se application on tea polyphenols

图4 供硒水平对茶叶茶多糖的影响Fig.4 Effects of Se application on tea polysaccharides

谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)是一种活性中心含有硒代半胱氨酸的常见蛋白酶[11]， GSH-Px与SOD、POD、APX等抗氧化酶共同构成了一个抗脂质过氧化作用的有效保护系统，能有效清除氧自由基，对动植物具有重要意义[12]。植物对于硒元素的利用和吸收与植物体内GSH-Px 活性的高低有着直接的联系[13]，因此，可利用生物体内GSH-Px 活性的大小可以反映机体的硒含量来研究GSH-Px 活性与Se 的关系。本研究各处理浓度下茶叶的GSH-Px活性逐渐增加，均显著高于对照，与前人研究结果相类似[14-17]，这可能是因为硒作为合成GSH-Px必不可少的的重要组成成分，施用硒肥能够补充该酶的组分，同时可能直接或间接地启动了该酶合成有关的特异基因，诱导了GSH-Px的生物合成，促进了GSH-Px基因的表达，从而提高GSH-Px的活性；但也有文献报道[18]，施硒肥诱导GSH-Px的合成可能存在其他途径，即在外源硒的参与下通过其他物质合成GSH-Px。然而是否存在其它途径和硒有更深层的生物学作用，还有待更为深入的研究。本研究中GSH-Px 活性随硒肥浓度的加大而增加，在施用15 L/hm2时，GSH-Px 活性最高，在浓度为18～21 L/hm2时，酶活性呈下降趋势；赵耀等[19]对外源硒诱导下小麦GSH-Px的变化研究中也发现，小麦苗在亚硒酸钠浓度为l mg/L时，GSH-Px活性达到峰值，而随后浓度增加至2 mg/L时，反而对GSH-Px的活性产生了抑制作用。本研究与前人研究有相似的规律，说明硒通过硒代甲硫氨酸或硒代半胱氨酸的形式掺入到GSH-Px 的合成，从而提高酶的活性，但随着施硒浓度的增加，植物体内GSH-Px 酶的合成达到饱和，即使再增加硒的质量浓度，酶的总活性不会再增加。

茶多酚是茶叶中重要的次生代谢产物(多羟基类化合物)，具有抗氧化、抗肿瘤、防辐射、抑菌等功能，是形成茶叶色香味的主要成份之一，直接关系到茶叶的感官品质和生理保健功能，对绿茶的品质形成具有双重作用[20]。茶多糖是一种结合了大量的矿物质元素的酸性糖蛋白。茶多糖具有降血糖、降血脂、调节免疫、抗血栓和抗氧化等功效，可用于保健品或药品的开发[21]。不同的茶树品种、不同地区、不同季节和不同的农艺措施等因素都会影响茶叶中的茶多酚和茶多糖含量。张国芹等[22]的研究表明，有机无机肥配施能显著提高茶叶的茶多酚、游离氨基酸及咖啡碱含量，降低酚氨比，有利于改善碧螺春茶叶的品质。在本研究中，施用氨基酸螯合硒液肥后，各处理的茶叶中茶多酚和茶多糖含量均高于CK，其中施用18 L/hm2时，茶多酚含量最高，说明施肥是影响茶叶品质的重要农艺措施，硒肥也可以提高茶叶品质。