论文部分内容阅读
硒(selenium)是人体必需的营养元素之一,被誉为“生命的保护剂”,硒缺乏会导致人体多种病症发生。植物可将吸收的硒通过食物链传递到人和动物体内,缺硒地区人们食用富硒农产品是防止硒缺乏的有效措施。蔬菜在人们的日常生活中具有举足轻重的地位,开展富硒蔬菜研究有重要的现实意义。在蔬菜作物中,十字花科是富硒水平较高的作物,芸薹属(Brassica)是十字花科中最早被分类,经济价值最高,用途最为广泛的一个植物类群。本研究以芸薹属(Brassica)主要蔬菜作物(飘儿白、大白菜、榨菜、紫菜薹、大头菜、青菜、甘蓝)为材料,比较其对硒的吸收富集差异,研究外源硒对作物的生长、硒吸收、转化和转运的影响,本文还利用PCR分析技术,检测了硒代谢相关基因的表达水平,以期为富硒蔬菜的生产和科学补硒提供指导。本研究主要结果如下:(1)土壤施硒(<5 mg·kg-1)促进了芸薹属蔬菜的生长,总生物量(干重计)较对照(未施硒处理)增加了8.22%101.22%。但高浓度硒(5 mg·kg-1)对蔬菜有毒害作用。7种芸薹属蔬菜中以榨菜生物量最高,飘儿白最低。叶面喷施1 mg·L-1的硒溶液使榨菜产量增加1.8%,增产不显著。 (2)外源硒影响芸薹属蔬菜的营养品质。土壤施加适量硒(≤1 mg·kg-1)降低了多数芸薹属蔬菜硝酸盐、游离氨基酸含量,但增加了青菜、大头菜硝酸盐含量;降低了青菜、大白菜、大头菜、榨菜Vc的含量,适量硒(≤0.5 mg·kg-1)增加了飘儿白、紫菜薹、甘蓝Vc含量;施硒降低了大白菜、榨菜还原糖含量,甘蓝还原糖含量随土壤硒浓度的增加先显著降低,然后升高,在硒浓度为5 mg·kg-1时较未施硒处理增加13.70%,施硒在一定程度上增加了其它供试蔬菜还原糖含量。叶面喷硒降低了榨菜硝酸盐含量,在一定程度上增加了榨菜Vc、还原糖和游离氨基酸的含量,分别较未施硒处理增加40.41%、13.36%和46.73%。(3)土壤施加一定量的硒(≥1 mg·kg-1)增强了多数芸薹属蔬菜叶片和根系谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-px)活性,5 mg·kg-1硒处理显著降低了甘蓝叶片和根系GSH-px活性。不同硒处理下,大白菜根系GSH-px活性变化无规律。供试蔬菜中甘蓝GSH-px活性最强。(4)外源硒显著增加了芸薹属蔬菜可食部位全硒及有机硒含量,各器官硒含量与外源硒浓度呈显著正相关。相同土壤硒浓度下,以榨菜硒含量最低,飘儿白有机硒转化率最高。供试蔬菜中,以紫菜薹对硒的吸收能力最强,甘蓝最弱。供试蔬菜可食部位,以大头菜硒富集系数最高,其次为飘儿白,甘蓝最低,但大头菜转运系数(TF值)小于飘儿白,飘儿白地上部硒吸收量高于大头菜根部硒吸收量,所以飘儿白是供试蔬菜中富硒效果最佳的作物。随叶面喷硒浓度的增加,榨菜根、茎、叶硒积累量逐渐增大,以叶片硒累积量最高,茎次之,根最小。(5)7种芸薹属蔬菜6个基因(家族)表达水平在不同物种及硒处理间差异显著,相同硒处理下白菜类物种不同亚种间基因(家族)的表达各异。飘儿白中所检测的6个基因(家族)的表达均表现出受到1-2.5 mg·kg-1硒处理的显著诱导上调然后回落;青菜中SAT、SMT、CysD表现为在1-2.5 mg·kg-1处理下表达水平下调,5mg·kg-1处理时却显著回升甚至上调至高于基础水平U形曲线;而APS、APR、MMT为0.5 mg·kg-1处理下显著诱导上调,在1-2.5 mg·kg-1处理下回落到显著低于基础水平的双峰型曲线;紫菜薹中6个基因(家族)的表达对所有硒处理的反应趋势均表现为持续下调的曲线;大白菜CysD基因表达在硒处理后持续下调,其余基因为高浓度诱导上调型;大头菜和甘蓝基因(家族)的表达对不同浓度硒处理的反应趋势均基本符合双峰型曲线特征;榨菜中6个基因(家族)的表达对不同浓度硒处理的反应趋势均基本符合单峰型曲线特征。基因家族内部,成员基因间的反应趋势总体相似,但个别家族的个别成员在有些处理浓度下与其它成员差异较大。