本文關(guān)鍵詞：水稻和小麥對硒的吸收、轉(zhuǎn)運(yùn)及形態(tài)轉(zhuǎn)化機(jī)制，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

《中國農(nóng)業(yè)大學(xué)》 2015年

水稻和小麥對硒的吸收、轉(zhuǎn)運(yùn)及形態(tài)轉(zhuǎn)化機(jī)制

黃青青  

【摘要】：硒是人和動(dòng)物必需的微量營養(yǎng)元素之一。在世界范圍內(nèi),人體缺硒現(xiàn)象非常普遍,大約5-10億人缺硒。飲食是人體攝入硒的主要途徑,其中植物硒是飲食中主要硒源。通過生物強(qiáng)化生產(chǎn)富硒農(nóng)產(chǎn)品可以有效提高飲食中硒水平。水稻和小麥?zhǔn)俏覈饕募Z食作物,在飲食結(jié)構(gòu)中占據(jù)重要的地位,水稻和小麥中硒含量高低及存在形態(tài)與人體硒營養(yǎng)密切相關(guān)。本研究中,以水稻供試植物,采用營養(yǎng)液培養(yǎng)和土壤石英砂聯(lián)合培養(yǎng)裝置,研究水稻根表鐵氧化物膠膜對硒的形態(tài)轉(zhuǎn)化及植物吸收硒的影響；以小麥為供試植物,采用營養(yǎng)液培養(yǎng),同時(shí)利用X射線吸收近邊結(jié)構(gòu)技術(shù)(XANES)對植物的硒的形態(tài)進(jìn)行原位測定技術(shù),研究硫酸鹽對硒的形態(tài)的影響以及不同氮素對小麥硒吸收的影響,為生物強(qiáng)化生產(chǎn)富硒農(nóng)產(chǎn)品及調(diào)控硒的安全水平提供理論基礎(chǔ)。主要研究結(jié)果如下： (1)吸收動(dòng)力學(xué)的試驗(yàn)結(jié)果顯示,根表有鐵膜存在的水稻根系對亞硒酸鹽的吸收效率是根表沒有鐵膜的1.00-2.00倍,而根表沒有鐵膜存在的水稻根系對硒酸鹽的吸收效率是根表有鐵膜的2.00-4.00倍。說明水稻根表鐵膜促進(jìn)了根系對亞硒酸鹽的吸收,抑制了根系對硒酸鹽的吸收。此外,水稻根表鐵膜對亞硒酸鹽和硒酸鹽的親和力不同,鐵膜對亞硒酸鹽的親和力高于硒酸鹽。 (2)營養(yǎng)液培養(yǎng)條件下,水稻根表成功誘導(dǎo)形成紅棕色鐵膜,且根表鐵膜數(shù)量隨營養(yǎng)液中Fe濃度的增加而增加。亞硒酸鹽處理的水稻根系硒含量隨營養(yǎng)液中Fe濃度的增加而顯著增加,且兩者之間呈顯著線性正相關(guān)；而硒酸鹽處理的水稻根系硒含量隨營養(yǎng)液中Fe濃度的增加沒有顯著變化。另外,營養(yǎng)液中供應(yīng)不同濃度的Fe對亞硒酸鹽和硒酸鹽處理的水稻地上部硒含量均沒有顯著影響。 (3)淹水培養(yǎng)條件下,土壤溶液中總硒、亞硒酸鹽和硒酸鹽含量變化非常迅速。土壤中添加亞硒酸鹽或硒酸鹽后,能夠顯著提高土壤溶液尤其是初始土壤溶液中硒的含量。硒酸鹽和亞硒酸鹽能夠同時(shí)存在于土壤溶液中,且硒酸鹽是土壤溶液中主要存在形態(tài),硒酸鹽的含量能夠占土壤溶液中總硒含量的90-99%。 (4)在土壤淹水培養(yǎng)條件下,水稻根系表面呈現(xiàn)明顯的紅棕色,且不同的水稻品種因其根系氧化能力的不同,其根表鐵膜數(shù)量有顯著性差異。在水稻整個(gè)生長周期內(nèi),根表鐵膜通過吸附作用而使其表面能夠富集一定量的硒,且當(dāng)土壤溶液中硒含量較少時(shí),根表鐵膜可能會(huì)作為一個(gè)硒源,提供植物吸收的硒,促進(jìn)根系對硒的吸收。此外,外源硒形態(tài)不同對水稻籽粒的富硒效果沒有顯著性差異,硒酸鹽處理的水稻籽粒中硒的含量要略高于亞硒酸鹽處理的。 (5)營養(yǎng)液中進(jìn)行缺硫培養(yǎng)后對硒的吸收和小麥體內(nèi)硒的形態(tài)轉(zhuǎn)化有一定的影響。缺硫培養(yǎng)后,硒酸鹽處理的小麥幼苗地上部和根系硒含量分別是正常培養(yǎng)的5.90和4.23倍；但對亞硒酸鹽處理的小麥根系和地上部硒含量沒有顯著影響。樣品形態(tài)分析測定結(jié)果顯示,在亞硒酸鹽處理的小麥中,硒主要以有機(jī)態(tài)硒存在,有機(jī)態(tài)硒所占比例達(dá)到90%左右,主要包括硒代胱氨酸(SeCys2)、硒甲基硒代半胱氨酸(MeSeCys)、硒代蛋氨酸氧化物(SeOMet)三種有機(jī)形態(tài)；而在硒酸鹽處理的小麥中,硒主要以無機(jī)態(tài)-硒酸鹽形態(tài)存在,另外有一小部分以亞硒酸鹽和硒甲基硒代半胱氨酸形態(tài)存在。缺硫培養(yǎng)后,硒酸鹽處理的小麥中,無機(jī)硒所占的比例有所增加而有機(jī)硒所占比例則有所降低；而亞硒酸鹽處理的小麥中,有機(jī)態(tài)硒所占比例沒有發(fā)生明顯的變化,但是不同有機(jī)態(tài)之間發(fā)生了一些轉(zhuǎn)化。此外,不同形態(tài)的硒在小麥體內(nèi)的遷移轉(zhuǎn)化能力不同。植物根系吸收的亞硒酸鹽及其代謝產(chǎn)物則大部分累積在根部,而硒酸鹽被植物根系吸收后則很快地向地上部遷移；有機(jī)態(tài)硒SeOMet和SeCys2向植物地上部遷移能力較弱,大部分累積在根系,而SeMeCys則很容易從根系向地上部遷移,最后主要累積在植物地上部。 (6)營養(yǎng)液中供應(yīng)不同形態(tài)的氮素后,可明顯地影響小麥營養(yǎng)液pH的變化；在NH4+-N處理的營養(yǎng)液中,營養(yǎng)液中的pH值隨培養(yǎng)時(shí)間延長呈有明顯的下降趨勢；而N03--N處理的則隨培養(yǎng)時(shí)間延長呈有明顯的遞增趨勢。不同形態(tài)的氮素和營養(yǎng)液pH調(diào)控對小麥吸收硒有一定的影響。當(dāng)外源添加的硒為亞硒酸鹽時(shí),營養(yǎng)液中供應(yīng)的氮素為NH4+-N時(shí),有利于小麥根系對亞硒酸鹽的的吸收；而當(dāng)外源添加的硒為硒酸鹽時(shí),營養(yǎng)液中供應(yīng)的氮素為N03--N時(shí),有利于小麥根系對硒酸鹽的吸收。此外,營養(yǎng)液pH調(diào)控對亞硒酸鹽的吸收有一定影響,但是對硒酸鹽的吸收沒有顯著影響。

【關(guān)鍵詞】：
【學(xué)位授予單位】：中國農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：S511;S512.1
【目錄】：

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