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硒是较为稀缺的生命微量元素,在营养支持中的作用已引起欧美发达国家的高度重视,同时在农业生产中也倍受关注。但它使用的安全剂量范围很窄,极大地限制了它的推广使用。不同硒化合物中以植物转化的有机硒的生物利用度和生物学活性最高。筛选高含硒的植物资源,分析其含硒化合物的组成及相关性质,既有利于发挥硒的生物学功能,造福于人类健康,又可促进对植物硒的代谢生理研究,服务于农业生产,是当前硒研究的热点之一。 本文发现并鉴定了一可食高含硒植物新种质:恩施碎米荠(Cardamine enshiensis Y.Y.Wu & T.Y.Xiang)。野生条件下,整株植物的硒蓄积量高达200mg/kgDW左右。采用组织化学的相关技术研究,表明根毛是硒吸收的主要部位,硒进入根毛后立即被还原,这一还原作用在植物体的各个器官都可发生。根毛区的内皮层细胞是控制硒吸收的主要部位,可控制硒的吸收总量。进入内皮层的硒经维管组织运送至各器官和组织,维管组织在植物体内起着“硒库”的作用,维管束鞘可能承担着向各组织分配硒的任务。吐水作用是植物排除体内过量硒的途径之一。 采用实验室漂浮培养技术,研究了硒对该植物生长发育及相关生理生化指标的影响,探讨了该植物对硒的富集规律,发现恩施碎米荠对硒的耐受能力随成熟度的增加而提高,对于成熟植株,补硒浓度在30mgSe/L(亚硒酸钠溶液)以下,其干物质积累量、叶绿素(a、b)含量及光合强度与硒浓度呈正相关(r=0.7765、0.9142、0.9087、0.9032),硒浓度在30mg/L以上,各项指标逆转。但硒对根部的作用特点与此不一致,试验条件下其最适浓度为10mg/L。 分析硒在植物不同组织器官分布的差异性,发现野生状态下,对于成熟植株,在恩施碎米荠体内各器官中的硒浓度为种子>茎>根>叶,但初生根>次生根,中部叶>上部叶>下部叶,茎中皮层>髓部,繁殖器官中雌蕊>花被、雄蕊和花粉。在整个生育期内,全植株的硒含量基本稳定在200mg/kgDW左右,幼苗期的硒含量接近1000mg/kgDW,主要是由于幼苗期根的硒含量远高于整株硒含量。对于实验室漂浮培养植株,在没有外加硒的情况下仍然能富集环境中的硒,使植株达到较高的含硒水平(根、叶的含硒量分别为38.47±4.53、28.06±3.15mg/kgDW)。当外加硒浓度在40mg/L以下时,植株根、叶的硒含量与外加硒浓度显著正相关(r=0.9871、0.9371),试验条件下获得的最大根、叶硒含量分别为847.88±39.59mg/kgDW和1075.72±37.82mg/kgDW。随着补硒浓度的进一步升高,各器官的硒含量反而下降。在高的背景硒浓度下,所有试验植物的根硒含量均低于叶硒含量。