水稻和小麦对有机硒的吸收、转运及形态转化机制
发布时间：2019-07-16 12:32
【摘要】：硒是人体和动物健康所必需的微量营养元素。全球约有5-10亿的人口的硒摄入量不足。谷物,特别是水稻和小麦,是人体膳食的主要硒源,在我国缺硒地区人体从谷物中摄取的硒约占摄入总量的70%左右。因此,谷物中硒的生物强化是一种能安全有效提高人体硒摄入量的方法。本研究以水稻和小麦为供试植物,利用水培试验和HPLC-ICP-MS技术来研究水稻/小麦对有机硒的吸收、转运和形态转化机制。通过田间试验来探究不同形态的硒肥对作物中硒的累积和分布的影响,以及硒肥施用后的后茬效应。水培和田间试验结果可以为富硒农产品的开发提供理论基础。本文的主要结果如下:(1)浓度梯度的吸收动力学试验结果表明,不同硒形态能显著影响水稻根系对硒的吸收速率、V_(max)和K_m值,最大吸收速率V_(max)值的先后顺序为:硒代蛋氨酸(SeMet)硒代蛋氨酸氧化物(SeOMet)亚硒酸盐(Se(Ⅳ))硒酸盐(Se(Ⅵ));水稻根系对硒酸盐、硒代蛋氨酸和硒代蛋氨酸氧化物的亲和力K_m值分别比亚硒酸盐处理的高2.42倍、2.64倍和4.18倍;水稻根系对硒代蛋氨酸的吸收速率显著高于其他形态的硒处理。时间梯度的吸收动力学的结果显示,水稻根系对硒代蛋氨酸的吸收符合米氏方程,但是对硒代蛋氨酸氧化物的吸收符合一元线性方程(R=0.9920)。此外,营养液中不同的pH值会显著影响小麦根系对硒的吸收速率,但是对硒在地上部的分配比例影响不显著。(2)与空白对照相比,水通道蛋白抑制剂AgNO_3能显著抑制水稻根系对硒代蛋氨酸的吸收(P0.05),抑制程度为93.1%,然而AgN03、TEAC1(K+离子通道)和CCCP(代谢抑制剂)能显著抑制水稻根系对硒代蛋氨酸氧化物的吸收(P0.05),抑制程度分别为41.7%、45.6%和30.4%。交互试验的结果表明,SeMet处理的根系硒含量和吸收速率分别比SeOMet和SeMet/SeOMet两处理显著高出10-11倍和12-13倍(P0.0001)。此外,硒形态和营养条件不能显著影响水稻根系的硒含量,且两因素之间无交互作用。反之,硒形态和营养条件能显著影响水稻地上部的硒含量(P0.05),但无交互作用(P0.05)。(3)不同的处理时间和有机硒的形态均能显著的影响小麦根系和地上部的硒含量,且两因素之间存在交互作用(P0.05)。外源添加有机硒后,根系和地上部的硒主要以MeSeCys和SeMet这两种有机形态存在,且两者的含量之和约占样品硒总量的14.3-97.2%。此外,小麦木质部汁液中检测到的硒形态有Se(Ⅳ)、SeMet、MeSeCys和一种未知的硒形态。(4)小麦和玉米的田间试验中,分别在小麦扬花期和玉米大喇叭口期一次叶面喷施亚硒酸盐、硒酸盐、硒代蛋氨酸、化学纳米硒、腐植酸 +亚硒酸盐和复合肥+亚硒酸盐。与空白对照相比,喷施叶面硒肥后小麦和玉米的籽粒硒含量分别显著增加了 0.02-0.31 mg kg-1 DW和0.07-1.09 mg kg-1DW。小麦和玉米籽粒中硒的回收率的变化范围分别为3.0-10.4%和4.1-18.5%。土壤中的硒含量在小麦-玉米轮作体系中是一个在玉米收获期存在耗竭现象的动态变化过程。(5)在水稻的田间试验中,当每克硒肥喷施到每公顷面积的稻田中,将增加0.004-0.043 mg Sekg~(-1) DW的籽粒硒含量。硒代蛋氨酸处理的籽粒硒含量、籽粒硒的回收率和秸秆到籽粒的转移系数均高于其他硒肥处理。四种硒肥处理下,水稻各部分中硒的分配比例的先后顺序为:秸秆籽粒颍壳。此外,籽粒的硒含量和施肥量之间呈显著的正相关关系。
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图片说明： ２．３．１水稻对各种形态晒的浓度吸收动力学逡逑不同浓度梯度下的吸收动力学试验的目的是对比有机态和无机态砸的吸收动力学过程。试验逡逑结果表明水稻根系对四种不同形态晒的吸收均符合米氏方程（图２－１和表２－１）。水稻根系对砸的逡逑吸收速率随着处理液中测浓度的增加而增加，除砸代蛋氨酸处理外，均可在达到最大吸收速率后逡逑保持平稳。硕的形态能思著影响水稻根系对晒的吸收速率（户＜０．０５）。水稻根系对晒代蛋氨酸的逡逑吸收速率显著商于其他形态的砸处理，当处理液的浓度范围为５－２０＾ｌＭ时，砸代蛋氨酸处理的吸逡逑收速率比其他砸处理的吸收速率高山３．１９－１６．０３倍。逡逑此外，处理液中砸的形态也能显著影响吸收动力学方程的和Ｋｍ值（表２－１）。吸收动力逡逑学的参数虽示，最大吸收速率Ｆｕｉａｘ值的先后顺序为：砸代蛋氨酸＞砸代蛋氨酸氧化物＞亚砸酸盐＞逡逑砸酸盐，表明水稻根系对砸代蛋氨酸的吸收mΩ蟆５牵靖刀岳λ嵫巍⒃掖鞍彼崆慑义仙勾鞍彼嵫趸锏那缀土Γ耍钪捣直鸨妊窃宜嵫未淼闹蹈撸玻矗脖丁ⅲ玻叮幢逗停矗保副叮蝈义纤得髁怂靖刀匝窃宜嵫蔚那缀土υ洞笥谄渌戎制苄翁ｅ义希保埃板邋五义希铃危垮逖瞧芩嵫五义稀Ｉ顾嵫五义希掊危福板澹
本文编号：2515076
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图片说明： ２．３．１水稻对各种形态晒的浓度吸收动力学逡逑不同浓度梯度下的吸收动力学试验的目的是对比有机态和无机态砸的吸收动力学过程。试验逡逑结果表明水稻根系对四种不同形态晒的吸收均符合米氏方程（图２－１和表２－１）。水稻根系对砸的逡逑吸收速率随着处理液中测浓度的增加而增加，除砸代蛋氨酸处理外，均可在达到最大吸收速率后逡逑保持平稳。硕的形态能思著影响水稻根系对晒的吸收速率（户＜０．０５）。水稻根系对晒代蛋氨酸的逡逑吸收速率显著商于其他形态的砸处理，当处理液的浓度范围为５－２０＾ｌＭ时，砸代蛋氨酸处理的吸逡逑收速率比其他砸处理的吸收速率高山３．１９－１６．０３倍。逡逑此外，处理液中砸的形态也能显著影响吸收动力学方程的和Ｋｍ值（表２－１）。吸收动力逡逑学的参数虽示，最大吸收速率Ｆｕｉａｘ值的先后顺序为：砸代蛋氨酸＞砸代蛋氨酸氧化物＞亚砸酸盐＞逡逑砸酸盐，表明水稻根系对砸代蛋氨酸的吸收mΩ蟆５牵靖刀岳λ嵫巍⒃掖鞍彼崆慑义仙勾鞍彼嵫趸锏那缀土Γ耍钪捣直鸨妊窃宜嵫未淼闹蹈撸玻矗脖丁ⅲ玻叮幢逗停矗保副叮蝈义纤得髁怂靖刀匝窃宜嵫蔚那缀土υ洞笥谄渌戎制苄翁ｅ义希保埃板邋五义希铃危垮逖瞧芩嵫五义稀Ｉ顾嵫五义希掊危福板澹
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