硒对砷胁迫水稻生长及砷、硒积累的影响

发布时间：2018-10-14 16:22

【摘要】：水稻是我国重要的粮食作物之一,由于其淹水栽培方式及对砷具有较强的吸收能力,易使稻米中砷含量超标,从而通过食物链进入人体并危害人体健康。因此研究降低稻米中砷含量的技术对于砷污染农田水稻安全生产有十分重要的意义。硒是人和动物必需的微量元素,缺硒会导致人体机体免疫功能下降,造成多种疾病的产生。我国是一个缺硒的国家,约有72%的地区出现了不同程度的缺硒现象。通过施用硒肥来增加稻米中硒的含量是提高人体硒摄入量的有效措施之一。已有研究表明生物体内硒与砷之间存在拮抗作用,硒能有效地缓解重金属对植物的毒害作用,且在水稻籽粒中的研究较少。本文通过盆栽试验,系统地研究了施用硒肥对水稻生长及砷、硒吸收累积的影响,探讨外源硒调控水稻砷和硒吸收的效果及缓解水稻砷毒害机理,旨在降低水稻籽粒砷含量的同时增加硒的含量,为砷污染地区水稻的安全生产提供参考和科学依据。主要研究结果如下:1.采用盆栽试验,研究了不同喷硒次数对砷污染水稻生长及As和Se吸收与累积的影响。结果表明,砷抑制了水稻的生长,使水稻地上部干重和产量下降。喷施硒能够有效缓解砷对水稻的毒害作用,促进了水稻的光合作用,增加了地上部干重及产量。在总施硒量相同条件下,齐穗期喷施一次硒使水稻籽粒中硒的含量增加了4.41-22.60倍、砷含量降低了18.9%-40.9%;而孕穗期和齐穗期各时期一次则使籽粒中硒的含量增加了3.34-20.6倍、砷的含量降低了15.9%-23.8%。因此砷污染稻田中水稻齐穗期喷施一次硒即可达到降砷增硒的效果。2.采用盆栽试验,研究叶面喷施硒和硒加硅处理对水稻生长、产量、光合作用及砷和硒累积分布的影响。结果表明,在砷污染条件下,叶面喷施硒和喷施硒加硅均能显著促进水稻的光合作用速率,增加水稻茎秆和叶片的干重、提高其产量,同时喷施硒及硒+硅处理还能抑制砷向水稻叶片和籽粒中转移,且喷施硒加硅的效果要好于仅施硒处理。施硅抑制了硒向水稻叶片和籽粒中的转移,硒加硅处理下水稻叶片和籽粒中硒的含量分别为仅施硒处理的63.1%-77.8%和68.6%-87.3%。3.采用盆栽试验,研究根施不同硒浓度硒(0-10mg/kg)对砷胁迫下水稻生长、产量、抗氧化系统、光合作用及As和Se吸收与硒形态转化的影响。结果表明,根施硒提高了砷胁迫条件下水稻幼苗抗氧化胁迫的能力,显著降低了水稻幼苗SOD、POD酶的活性及MDA的含量。根施硒提高了水稻光合作用速率(28.1%-60.7%)和产量(4.6%-28.3%),且施硒量为5mg/kg Se处理时达到最大值。当施硒浓度≥5mg/kg时,硒显著抑制了砷胁迫条件下水稻植株中砷向籽粒的转移与积累,籽粒中砷含量下降20.6%-24.9%。水稻植株中硒的含量随着根施硒水平的提高而增加。施硒后,水稻中各部分硒形态大多有机态硒为主(43.96%-95.05%),且SeMet占主要部分。籽粒中有机态硒所占百分比会随着硒浓度的增加逐步增加,而茎中硒的形态则与此相反。砷处理影响了水稻植株硒的含量及形态。砷处理不仅提高了10mg/kgSe处理下水稻茎、叶及籽粒中硒的含量,而且提高了≥5mg/kgSe处理下水稻根和茎中有机硒所占的比例、降低了叶和籽粒中Se(VI)的比例。
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【学位授予单位】：华中农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：X56

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