硒与植物的关系 植物活性硒.docx

硒与植物的关系植物活性硒仲恺农业技术学院学报,16(3):67～73,2003JournalofZhongkaiAgrotechnicalCollege文章编号:1006-0774(2003)03-0067-07硒与植物的关系乔爱民,林雪娟(仲恺农业技术学院园艺系,广东广州510225)摘要:硒是一种人体必需的微量元素,其在植物体内主要以有机硒的形式存在.硒对植物生长发育的影响呈现出Bertrand生物剂量规律,它通过参与植物体内的蛋白质代谢、能量代谢、抗氧化作用以及与其它元素的相互作用发挥其生理功能.通过“富硒食品”进行补硒具有广阔的应用前景.关键词:硒;植物;生理功能;有机硒中图分类号:Q945.12文献标识码:A[1]硒是一种稀有准金属元素.1932年,在植物中检测出了硒.1957年,确证硒为高等动物必需的微量元素[2].自20世纪70年代发现硒谷胱甘肽过氧化酶后,硒在生命活动中的各种重要功能逐步被人们所认识.硒为植物所必需的实验证据也日趋增多,有人认为硒极可能是继镍之后又一个新的植物必需元素[3].硒在植物体内的浓度为0.004～0.2mg/kg,被认为是有益元素,但硒是否为植物必需元素目前尚无定论[4].近年来人们就硒在植物体内的吸收、积累、分布、生理作用等方面进行了广泛的研究.1植物对硒的吸收与运输不同植物吸收硒的能力不同,而且同一植物的不同部位吸收硒的能力也不尽相同.一般植物的正常含硒量很小,约为0.05～1.5μg/g,而富硒植物含硒量则可高达数千μg/g[5].众多研究发现,十字花科、百合科和豆科植物吸收硒的能力大于菊科、禾本科和伞形花科.一般而言,植物叶片的硒含量从大到小依次为乔木、灌木、草本[6].不同形式的硒化合物,如硒酸盐、亚硒酸盐为植物根部不同的活性位点所吸收,根系吸收运转Se6+和Se4+的机理不同.Se4+为被动吸收,不需要能量,其吸收速度和积累率小于主动吸收.在转运过程中,Se4+先转化为Se6+及有机硒化合物,小部分运转到地上部枝叶中去,大部分运转到根部.这个转运过程往往需要根系呼吸提供能量.Se6+为主动吸收,这种主动吸收过程可被呼吸抑制剂(叠氮化物、二硝基苯酚)或低温所抑制.Se被动地运转[5].收稿日期:2002-03-01,,,,6+也可部分的在木质部68仲恺农业技术学院学报第16卷2硒在植物体内的分布与存在形态2.1分布硒在植物组织中的分布与各部位的生理活性、接受硒营养的时间有很大关系[3].吴建国[7]发现,田间冬小麦对硒的吸收主要在拔节前,尤其是在越冬以前.随着生育进程植株中硒含量下降大,生育后期基本上不吸收硒.在生长前期,硒主要分布在叶片中,伴随着植株由生长期向发育期的转变,硒逐渐向茎杆、叶鞘,最后在麦穗中富积(占整个植株的62.3%～62.9%).黄运平等[8]通过对萝卜硒素营养和富硒规律的研究,发现萝卜对硒的富集能力较强,其中叶的富硒能力显著高于其它部位,苗期硒含量显著高于后期,但后期植株硒积累量仍显著高于苗期.施和平等在开花结实初期测定番茄植株各部位的硒水平,由高到低依次为茎、果实、叶、花.随着硒处理时间的延长,根硒量增加约16%,但硒的分布百分数降低约42.3%,而茎、叶的分布百分数增加约29.3%和109%.茎、叶中硒的积累水平由高到低的次序从原来的下位叶、茎、中位叶、上位叶,转变为上位叶、茎、中位叶、下位叶.说明随着硒处理时间的延长,硒在植株中的分布发生变化,逐渐由生理活性低的部位向生理活性高的部位转移.2.2存在形态硒能以低分子量化合物(包括游离Se)和高分子量化合物形式存在于生物体内[10].很多植物,尤其是非积聚硒植物中,硒一般以硒代氨基酸的形式被结合于蛋白质上.单质硒、二甲基硒醚和二甲基二硒醚则是硒在植物中的代谢产物.以大分子形式存在的硒则包括硒蛋白、含硒核糖核酸、硒多糖等,如蛋白质硒是茶叶中硒的主要成分,占80%左右,其中DNA、RNA核蛋白分别占6.7%和6.5%.谢申猛等对不同硒水平地区大豆组分的研究表明,大豆中42.6%～62.6%的硒结合于水溶性蛋白上,大豆蛋白是主要富集硒的组分,其总浓度富集倍数为1.2～2.3倍.吴应亮等[13]在湖北省恩施市的富硒植物如烟叶、大豆、油菜籽中提取出硒蛋白,在黄芪、绞股蓝中提取了硒皂甙,在黄芪、魔芋和螺旋藻中提取到硒多糖,在茶叶中提取到硒茶多酚.可见,植物中的有机硒形式是多种多样的.[11][12][9]3硒在植物体内的主要生理作用3.1硒与植物的生长发育早期的研究表明,极少量的硒就能刺激硒积聚植物的生长,而强烈地抑制硒非积聚植物的生长[7].在较高浓度下,大部分植物出现硒中毒症状,生长及生理活动受到抑制.草类表现为叶片白绿病,根组织呈粉红色;其他植物则出现生长障碍,黄绿病和叶脉粉红色或叶面发暗绿色,浓度更高时作