1、淺析硒元素對植物的生理作用及其研究展望摘要 介紹了硒元素的重要作用，闡述了硒元素對植物體的作用，并對其未來的研究方向進(jìn) 行了展望。關(guān)鍵詞硒；植物；生理作用；研究展望硒(Se)作為一種微量元素，早在1957年就被證實(shí)是人和動物必需的營養(yǎng)元素，是動物和 人體谷胱甘肽過氧化物酶(GSH. Px)的組成成分，缺硒會引起人類的克山病、大骨節(jié)病、癌 癥、糖尿病、心腦血管病、不育癥等疾病，而適當(dāng)?shù)难a(bǔ)硒可以防癌、抗腫瘤、抗愛滋病和抗 衰老1-3。植物是自然界硒生態(tài)循環(huán)的初級生產(chǎn)者，是將無機(jī)硒轉(zhuǎn)化為有機(jī)硒的重要載體， 是動物和人攝取硒的直接來源。研究硒對植物生理作用的影響及機(jī)理，對硒索營養(yǎng)問題的深 入認(rèn)識及硒素

2、產(chǎn)品的開發(fā)、應(yīng)用均有重要的理論和現(xiàn)實(shí)意義。1、刺激植物生長發(fā)育和提高作物產(chǎn)量與品質(zhì)對水稻噴施富硒增產(chǎn)劑能夠使水稻增產(chǎn)，通過試驗(yàn)，在分蘗盛期、始穗期旅d和灌漿初 期各噴施一次水稻型富硒植物營養(yǎng)素的產(chǎn)量最高；大蒜是硒的強(qiáng)富集植物，對硒的有機(jī)化 程度高達(dá)78. 24%，低濃度硒能促進(jìn)大蒜生長，并能提高大蒜中蛋白質(zhì)、可溶性糖、DNA、 RNA含量；在施硒質(zhì)量濃度為O.5和10 mg L-i時，大蒜產(chǎn)量分別較對照樣提高4. 2%和11.5% 5。葉面施用低濃度硒(0. 5、10 mg kg-1 )對大蒜產(chǎn)量有促進(jìn)作用，最高產(chǎn)量達(dá)7 206. 8 kg. hm； 但同時也發(fā)現(xiàn)，當(dāng)硒濃度繼續(xù)增加時，產(chǎn)量反而

3、下降，說明適量施硒能促進(jìn)大蒜生長發(fā)育， 提高產(chǎn)量；而過量施硒(N10mg/kg)，則對產(chǎn)量產(chǎn)生負(fù)效應(yīng)6。施用適量硒對大豆的生長有 促進(jìn)作用，土壤施硒濃度0.1-0.5 mg/kg，大豆能正常生長，籽粒中蛋白質(zhì)含量增加，脂肪 含量降低，亞油酸、亞麻酸、硬脂酸含量增加，油酸、棕櫚酸含量下降；在草莓青果末期用 同樣濃度的亞硒酸鈉水液，配合100 mg/kg磷酸二氫鉀溶液混噴葉面1一2次，其轉(zhuǎn)化硒能力 增強(qiáng)，富硒量達(dá)到對照樣的7.5倍。草莓產(chǎn)量也有所提高；低濃度硒對茶樹生長有促進(jìn)作用， 每株鮮重、根鮮重、根重、著葉數(shù)、株高、分枝數(shù)及分枝總長度均比對照樣高，而且促進(jìn)茶 苗對氮鉀吸收，促進(jìn)根系次生物質(zhì)的合

4、成積累；宋家永等通過對新麥葉面噴施硒，發(fā)現(xiàn)小麥 旗葉中超氧化物歧化酶活性、籽粒中硒含量均高于對照；丙二醛含量低于對照7。杜振宇等 發(fā)現(xiàn)施硒可顯著增加茄子粗蛋白、粗脂肪和還原糖含量，說明適量施硒可提高茄子的品質(zhì)8； 土壤施硒對蘿卜品質(zhì)有較大影響，可增加必需氨基酸總量，降低氨基酸總量以及粗蛋白、粗 脂肪和可溶糖含量，并明顯抑制了對cu、zn的吸收9。2、硒在植物體內(nèi)的生理生化作用2.1硒是高等植物生長必需的營養(yǎng)元素黃開勛等采用753e示蹤技術(shù)從大麥苗中檢測到含硒轉(zhuǎn)運(yùn)核糖核酸的存在，并發(fā)現(xiàn)水培 養(yǎng)基中硒對含硒轉(zhuǎn)運(yùn)核糖核酸中硒有明顯的影響，但當(dāng)培養(yǎng)基中硒增到一定的程度時，即出 現(xiàn)飽和現(xiàn)象.吳永堯等1。

5、將水稻用土培與水培相結(jié)合的方法補(bǔ)硒栽培，通過系列生理生化 指標(biāo)分析，證明硒是水稻生長發(fā)育必需的微量元素.2.2 抗氧化作用薛泰麟11以禾本科的小麥、玉米、豆科的大豆和十字花科的油菜為研究對象，發(fā)現(xiàn)硒 在高等植物中具有抗氧化作用，且證明硒的抗氧化作用主要是通過谷胱甘肽過氧化物酶的機(jī) 制實(shí)現(xiàn).吳永堯等10水稻培養(yǎng)液加硒研究證實(shí)，一定濃度的硒使02-1的生成速率，脂質(zhì)氧 化產(chǎn)物丙二醛的量，自由基的產(chǎn)生量三項(xiàng)反應(yīng)氧化和過氧化的指標(biāo)均隨硒濃度升高而降低， 說明硒發(fā)揮了抗氧化作用，并用ESR法進(jìn)一步證實(shí)硒能清除植物體內(nèi)的自由基.2.3拮抗重金屬硒能拮抗重金屬的毒性己早有報道，主要是通過與重金屬結(jié)合成難溶復(fù)

6、合物，使其不能 被吸收而排出體外，抵御環(huán)境污染對植物造成的危害.2.4抵御逆境，增強(qiáng)植物抗性水稻、小麥等多種作物易受干旱、低溫、病害侵染等多種逆境傷害已有許多研究工作， 發(fā)現(xiàn)逆境傷害的共同機(jī)制之一是伴隨自由基生成量的增加，而硒被譽(yù)為自由基垃圾的“清道 夫”，是過量自由基的直接清除劑，通過生物抗氧化作用提高植物免疫機(jī)制，增強(qiáng)植物對病 蟲害和各種逆境的抵抗力M.吳永堯1。等在水稻補(bǔ)硒培養(yǎng)中，進(jìn)行紫外輻射損傷試驗(yàn)證明， 硒具有良好的保護(hù)損傷的作用.3、硒對種子萌發(fā)的影響大量研究表明，硒可以促進(jìn)種子萌發(fā)，而且硒對種子萌發(fā)的影響與價態(tài)無關(guān)。但這種促 進(jìn)作用與硒濃度有密切關(guān)系。適宜濃度的硒處理種子，能夠促

7、進(jìn)其萌發(fā)，濃度高時對種子會 產(chǎn)生毒害作用，反而不利于種子萌發(fā)。硒促進(jìn)種子萌發(fā)可能與影響到種子的酶活性和物質(zhì)代 謝有關(guān)，當(dāng)適宜濃度硒處理大豆種子時，脂肪酶活力增加，脂肪酶活力高低與種子發(fā)芽狀況 相一致。但不同類型的植物種子萌發(fā)所需適宜的硒濃度不同。例如，花生種子在硒濃度為1。 一100ug/mL時，花生的發(fā)芽率和生長勢均比對照樣有所提高13。低濃度硒(1.0mg-L-1)對 小麥種子發(fā)芽有一定的促進(jìn)作用。當(dāng)硒濃度5 mg/L時，發(fā)芽率開始下降；硒濃度5 mg/L 時，對水稻芽生長有促進(jìn)作用，高濃度產(chǎn)生抑制。當(dāng)硒濃度達(dá)到40 mg/L時，對水稻芽生長 產(chǎn)生明顯的抑制作用144、硒元素過量的危害不同

8、植物對硒中毒的癥狀有很大的差異，非聚硒植物生長在高硒介質(zhì)中時，通常會表 現(xiàn)為徒長、黃萎病、葉片萎縮干枯、蛋白質(zhì)合成下降、植物未老先衰等；而聚硒植物在吸收 大量硒之后不會表現(xiàn)出硒中毒癥狀。對人體而言，急性硒中毒會對中樞神經(jīng)系統(tǒng)產(chǎn)生影響， 包括神經(jīng)質(zhì)、嗜睡和驚厥等。慢性硒中毒表現(xiàn)為臉色蒼白、舌苔白、肝和脾損傷性貧血、腰 痛等15。研究表明每天成人的攝入量應(yīng)控制在50。300范圍us。因此，對植物體中的硒含 量應(yīng)控制在一個適宜的范圍之內(nèi)，才能充分發(fā)揮硒對植物的有利作用，對人體也不會造成危 害。5、展望有關(guān)硒素對植物生長發(fā)育及生理機(jī)制的研究越來越深入，特別是在分子生物學(xué)技術(shù)的推動下， 硒素的生理機(jī)理研

9、究取得了明顯進(jìn)展。今后，在理論方面，硒素的吸收、轉(zhuǎn)化機(jī)制仍是研究 的重點(diǎn)。如硒酸鹽、有機(jī)硒與亞硒酸鹽的轉(zhuǎn)化、代謝途徑及硒代謝相關(guān)酶的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)、基 因的表達(dá)與分子水平調(diào)控機(jī)理等都是研究的重點(diǎn)。在應(yīng)用方面，研究表明，通過食物鏈轉(zhuǎn)化， 從中獲取適量硒營養(yǎng)是一條安全、價廉、可行的途徑17應(yīng)加強(qiáng)硒在作物上的有效施用方式 ，研究，做到合理施用硒肥，提高作物產(chǎn)量、品質(zhì)和作物體內(nèi)硒含量，特別是有機(jī)硒的含量。 如根據(jù)不同植物制定合理的氮、磷、鉀和硒的比例標(biāo)準(zhǔn)及研究硒與鈣、鉀等元素之間的關(guān)系 等18。1魏倩萍.微量元素硒的生理及超營養(yǎng)作用J.現(xiàn)代醫(yī)學(xué)衛(wèi)生，2004, 12(2). 417-422.2王三根，粱飄

10、高級植物生理M.重慶：西南農(nóng)業(yè)大學(xué)出版，1997： 256258.3李春霞，曹慧.植物硒的營養(yǎng)特點(diǎn)及吸收轉(zhuǎn)化機(jī)理研究進(jìn)展J.農(nóng)業(yè)科學(xué)研究，2006, 27(4)： 7276.4紀(jì)國成。李秀琪，黃洪明.富硒增產(chǎn)劑在水稻上應(yīng)用效果研究初報J.中國稻米，2003(6)： 31.王晉民，趙之重，段冰.葉面施硒對不同蔬菜硒富集和產(chǎn)量的影響J.西北農(nóng)林科技大學(xué)學(xué)報，2007。35(7): 103 106.王晉民，趙之重。包順奎.葉面施硒對大蒜生理特性、含硒量和產(chǎn)量的影響田.青海大學(xué)學(xué)報，2006, 24(6): 2123.宋家永。李敬光，王永華，等.噴施硒肥對小麥生理特性、子粒硒含量的影響J.河南農(nóng)業(yè)大學(xué)

11、學(xué)報， 2005， 39(2)： 139142.杜振字，史衍璽。王清華.施硒對茄子吸收轉(zhuǎn)化硒和品質(zhì)的影響J.植物營養(yǎng)與肥料學(xué)報，2004. 10(3): 298301.杜振字，史衍璽。王清華.施硒對茄子吸收轉(zhuǎn)化硒和品質(zhì)的影響J.植物營養(yǎng)與肥料學(xué)報，2004. 10(3):298301.吳永堯，羅澤民，彭振坤.不同供硒水平對水稻生長的影響及其硒積累研究.湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報，1998.24 (3)： 116 - 119.薛泰麟，候少范，譚見安.硒在高等植物體內(nèi)的抗氧化作用！ J.科學(xué)通報，1993.38 (3)： 274 -279.張馳，吳永堯，彭振坤植物硒的研究進(jìn)展(湖北民族學(xué)院生物技術(shù)研究所)郁飛燕，寇太記,張聯(lián)合，等硒對植物生理功能影響的研究進(jìn)展II.安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2008, 36(26)： 1 1202一11204.邵志惹，林匡飛，徐小清。等.硒對小麥和水稻種子萌發(fā)的生態(tài)毒理效應(yīng)的比較研翹J.生態(tài)學(xué)雜志， 2005， 24(12)： 1440-1443.YANG G. Research on Selenium-Related Problem in Human Health in ChinaA. In： G. Combs(ed. )Selenium in Biology and Medici