土壤硒干预与5种作物集硒特性研究_杨涛.pdf
《土壤硒干预与5种作物集硒特性研究_杨涛.pdf》由会员分享,可在线阅读,更多相关《土壤硒干预与5种作物集硒特性研究_杨涛.pdf(5页珍藏版)》请在咨信网上搜索。
1、土壤硒干预与 5 种作物集硒特性研究杨 涛1,龙 澜2,商龙臣1,万海英2,张 驰1,向极钎3*(1湖北民族大学生物科学与技术学院,湖北恩施 445000;2恩施州农业科学院,湖北恩施 445000;3湖北省富硒产业技术研究院,湖北恩施 445000)摘要 目的 探究不同施硒浓度对 5 种作物的影响,了解不同作物的硒吸收及积累特性,为筛选适宜大规模种植的硒蛋白原料提供理论依据。方法 选用油菜、玉米、洋葱、番茄、绿豆分别代表不同科作物进行盆栽试验,以亚硒酸钠为硒源调控土壤基质中的施硒浓度分别达20、40、60、80 mg/kg,同时以不施硒的基质为对照组(CK),培育作物直至开花期,采收其地上部
2、分并测定其硒含量、蛋白含量及蛋白中的硒含量,结合作物生物学产量计算硒积累量与蛋白中硒积累量,从而分析 5 种作物对硒的吸收与积累情况,并筛选出适合硒蛋白生产的最佳原料。结果 玉米、洋葱、绿豆、番茄和油菜最佳施硒浓度 分别为60、20、60、40、60 mg/kg。在最佳施硒浓度下玉米、洋葱、绿豆、番茄和油菜的蛋白中硒积累量表现为油菜玉米番茄绿豆洋葱。结论 与玉米、洋葱、番茄和绿豆相比,油菜的蛋白含量与蛋白硒含量最高,是潜在优良的硒蛋白来源作物,且在施硒浓度为 60 mg/kg 时表现出最佳的集硒特性。关键词土壤施硒;集硒特性;硒蛋白;硒中图分类号S311文献标识码A文章编号05176611(2
3、023)01014304doi:103969/jissn05176611202301032开放科学(资源服务)标识码(OSID):esearch on Soil Selenium Intervention and Accumulation Characteristics of Five CropsYANG Tao1,LONG Lan2,SHANG Long-chen1et al(1 College of Biological Science and Technology,Hubei Minzu University,Enshi,Hubei 445000;2 Enshi Tujia Miao A
4、utonomous Prefecture Academy of Agricultural Sciences,Enshi,Hubei 445000)Abstract ObjectiveTo explore the effects of different selenium application concentrations on selenium accumulation in five kinds of crops,so as to provide a theoretical basis for understanding the characteristics of selenium ab
5、sorption and accumulation in different crops and screen-ing selenium-containing protein extraction materials suitable for large-scale planting Methodape,corn,onion,tomato,and mung beanwere selected to represent crops for pot experiment Sodium selenite was used as the selenium source to control the s
6、oil selenium concentrationto reach 20,40,60 and 80 mg/kg,respectively,taking no selenium soil as the control group(CK)The crops were cultivated until the flower-ing stage The aerial parts were harvested and the selenium content,protein content and selenium content in protein were determined,and thea
7、ccumulation of selenium and the accumulation of selenium in protein were calculated in combination with the biological yield of crops,so asto analyze the absorption and accumulation of selenium by five crops,and analyze the selenium accumulation and accumulation of 5 cropsScreen out the best raw mat
8、erial suitable for selenium containing protein production esult The optimum selenium application concentrationsfor corn,onion,mung bean,tomato and rapeseed were 60,20,60,40 and 60 mg/kg The relationship between the accumulation of seleniumin protein of corn,onion,mung bean,tomato and rapeseed at the
9、 optimum selenium application concentration was in the following order:rapecorntomatomung beanonion Conclusion Compared with corn,onion,tomato and mung bean,rapeseed has the highest protein contentand protein selenium content,which is a potential good source of selenium containing protein,and shows
10、the best selenium accumulation char-acteristics when the selenium concentration is 60 mg/kgKey wordsSoil application of selenium;Selenium collection characteristics;Selenium containing protein;Selenium基金项目武汉市对口帮扶恩施州项目“硒蛋白产业化关键技术研究与应用”(21001)。作者简介杨涛(1998),男,山东郓城人,硕士研究生,研究方向:植物硒肽制备及其活性。*通信作者,正高级农艺师,从事
11、生物技术与植物提取研究。收稿日期20220705硒是人体必需的微量元素,硒缺乏会导致大骨节病、克山病等疾病1。国内仅湖北恩施、陕西紫阳两地是当前已探明的富硒区,其他大部分地区土壤均表现出一定的低硒或缺硒状况,由此导致在地区种植的农作物难以达到富硒标准2。在人口剧增与倡导大健康的时代背景下,食用富硒农产品及其加工产品是当前缺硒地区人群最有效、最直接与最安全的补硒途径35。目前,硒的生物强化主要是通过土壤施硒、叶面喷硒以及营养液水培等方式来提高农作物的硒含量6。但相较而言,叶面喷硒易形成表面残留,存在食品安全风险,而营养液水培多用于水培植物且不适宜大规模生产。因此,使用土壤施加硒肥方式是改善缺硒地
12、区农作物硒营养状况的有效途径。昝亚玲等7 以硒酸钠为硒源,在不同硒浓度土壤中种植向日葵,结果表明,200 mg/kg 组籽粒硒含量相较于对照组硒含量增加了 1568%。马小艳等8 探究了硒酸钠对小麦各器官硒聚集能力的影响,结果表明,施硒增加了小麦产量及地上生物量,提高了小麦各器官的硒含量,并促进了小麦对微量元素硒的利用。研究表明,部分植物吸收土壤、水分以及肥料中的硒元素,往往以硒代半胱氨酸形式特异性插入到蛋白质中并储存在植物体内9。硒蛋白除具备蛋白质本身的营养特性外,还具有硒的抗氧化、抗炎、抗癌、改善免疫应答等多种生物学功能1014。由于植物源硒蛋白具有来源广泛、获得成本低、环境友好度高等特点
13、,其研究与商业价值备受学者关注15。研究表明,不同科植物对硒的耐受、吸收能力存在差异,集硒能力表现为十字花科百合科豆科禾本科16,而目前有关农作物植株富硒、耐硒力的研究相对较少。笔者以 5 种不同科常见作物为研究对象,探究其在不同浓度硒处理下硒的吸收能力,揭示其硒积累与耐受特性,筛选出最适合种植的施硒浓度及最优的硒蛋白生产原料,从而为硒蛋白的工业化生产提供理论依据。1材料与方法11试验材料供试材料基本信息见表 1。仪器设备:BJ1000A 样品粉碎机(杭州拜杰科技有限公安徽农业科学,JAnhui AgricSci 2023,51(1):143146,150司);GXZ9140 数显鼓风干燥箱(
14、上海博迅实业有限公司医疗设备厂);AFS9760 双道原子荧光光度计(北京海光仪器公司);MAS6 微波消解仪(美国 CEM 公司);K9860 全自动凯式定氮仪(郑州海能仪器公司);SH220F 石墨消解仪器(海能仪器公司);UPHI20T 型超纯水制造系统(成都超纯科技有限公司);B112 恒温磁力搅拌器(上海凌仪生物有限公司)。试剂:亚硒酸钠、氢氧化钠、氢氧化钾、硼酸、硫酸钾、硫酸铜、浓硫酸、硼氢化钾、过氧化氢、硫酸、95%乙醇、硫酸铵、氯化钡均为分析纯;氢氧化钠、过氧化氢、硝酸、盐酸均为优级纯;考马斯亮蓝 G250、溴甲酚绿;甲基红;硒标准品 GSB0417512004。表 1材料基本
15、信息Table 1Materialsbasic information材料Materials品种Cultivars采购公司Purchasing corporation油菜(十字花科)ape(Brassicaceae)硒滋园 1 号 中国农业科学院油料作物研究所玉米(禾本科)Maize(Gramineae)信糯 601湖北蔬谷农业科技有限公司洋葱(百合科)Onion(Liliaceae)SIBI 喜伯广东金作农业科技有限公司番茄(茄科)Tomato(Solanaceae)台湾粉圣美西安市民乐科技种子繁育场绿豆(豆科)Mung bean(Fabaceae)毛绿 1 号山西侯马市农人种业有限公司土壤
16、基质 Soil matrix武汉市生升永和农业有限公司透析袋 Dialysis bag北京瑞达恒辉科技发展有限公司12盆栽试验设计盆栽试验在 2021 年 49 月于恩施州农业科学院(109291177E、30161244N)园区大棚进行作物种植。2021 年 4 月向土壤基质中加入 Na2SeO3(分析纯)调节营养液,使土壤中 Se 浓度达20、40、60、80 mg/kg,同时以不施硒基质为对照组(CK),充分混匀后加入 30 cm20 cm(直径高)的塑料盆中,保持土壤湿度为 60%。筛选颗粒大小均匀的种子播种,其中,玉米、番茄、油菜每盆 3 株,绿豆每盆 3040 株,洋葱每盆 5 株
17、,每种浓度设置 4 次重复。播种后定期观察并适量浇水。13样品采收及预处理开花期采收植株地上部分,清水洗净后烘干、称重,粉碎后过 80 目筛储存备用。14测定指标与方法141作物与土壤硒含量测定。作物硒含量测定参照国标GB 5009932017 食品安全国家标准 食品中硒的测定 第一法:氢化物原子荧光光谱法微波消解仪法,土壤硒含量测定参照严绮莉17 的氢化物原子荧光光谱微波消解法。142作物硒积累计算。样品硒积累量可反映出作物对硒积累能力,硒积累量计算公式:硒积累量=作物干重总质量硒含量143蛋白含量测定。样品蛋白含量测定参照国标GB500952016 食品安全国家标准 食品中蛋白质的测定 第
18、一法:自动凯式定氮仪法。144蛋白硒含量测定。参照唐巧玉18 的方法并略作修改。称取1 g 原料,按照料液比120、提取温度60、提取时间 3 h、碱液浓度 025 mol/L 的提取条件提取粗蛋白,加入硫酸铵使溶液达到 4 硫酸铵溶解度的 50%,4 冷藏放置过夜,12 000 r/min、4 离心后取沉淀加入 5 mL 提取液至透析袋透析 24 h,透析后测定硒含量及利用考马斯亮蓝法测定蛋白含量。145蛋白中硒积累量计算。蛋白中硒积累量反映出蛋白与硒结合量,进而判断出最适合生产硒蛋白的最佳原料,计算公式:蛋白中硒积累量=蛋白硒含量蛋白含量15数据处理分别采用 SPSS Statistics
19、 21 和 OriginPro2022 对试验数据进行统计分析及可视化处理。2结果与分析21土壤硒含量经测定土壤中实际硒含量与施硒浓度基本一致(图 1)。图 1土壤中实际硒含量Fig1Actual selenium content in soil22作物硒含量不同施硒浓度下 5 种作物植株地上部分的硒含量见图 2。总体上看,5 种作物硒含量均达到 GH/T11352017 富硒农产品 中的富硒标准(蔬菜类以干质量计)。玉米与番茄的硒含量随施硒浓度的升高逐渐增加,油菜、绿豆、洋葱的硒含量均出现峰值。注:小写字母表示不同施硒浓度间差异显著(P005)。Note:Different lowercas
20、e letters indicated significant difference be-tween different selenium concentrations at 005 level图 2不同施硒浓度下 5 种作物的硒含量Fig2Selenium content of five crops under different applicationof selenium concentrations441安徽农业科学2023 年植物根系吸收的硒主要以硒蛋白、硒多糖等有机硒的形态储存于各个组织19。玉米硒含量随施硒浓度的升高而逐渐升高,且 CK60 mg/kg 施硒浓度组硒含量有显著差
21、异(P005)。CK 组玉米硒含量为2057 0 mg/kg,80 mg/kg 施硒浓度组玉米硒含量达到最大值60813 1 mg/kg,约为 CK 的 30 倍。CK40 mg/kg 组洋葱硒含量随着施硒浓度的升高逐渐升高,CK 组和 20 mg/kg 施硒浓度组洋葱硒含量有显著差异(P 005),20 与 40 mg/kg 组洋葱硒含量无显著差异。40 mg/kg施硒浓度组洋葱硒含量达到最大值3920 9 mg/kg,4080 mg/kg 组洋葱硒含量随着施硒浓度的升高而逐渐降低,且硒含量间有显著差异(P005)。CK60 mg/kg 组绿豆硒含量随着施硒浓度的升高逐渐升高,且硒含量有显著
22、差异(P 0 05),当施硒浓度达80 mg/kg时,其硒含量下降至 39000 5 mg/kg,此时绿豆硒含量与 60 mg/kg 组相比无显著差异。CK 组绿豆硒含量为1270 0 mg/kg,60 mg/kg 施硒浓度组绿豆硒含量达到最大值40279 3 mg/kg,约为 CK 组的 32 倍。番茄硒含量随着施硒浓度升高而逐渐升高,且硒含量有显著差异(P005)。CK 组番茄硒含量为 1762 6 mg/kg,80 mg/kg施硒浓度组番茄硒含量达到最大值 42674 2 mg/kg,约是 CK 的 24 倍。油菜硒含量随着施硒浓度的升高呈先升高后降低的趋势。CK 组油菜硒含量为 323
23、6 5 mg/kg,20 mg/kg 施硒浓度组油菜硒含量达到最大值 157999 6 mg/kg,约是 CK 的 49倍,不同施硒浓度组油菜硒含量有显著差异(P005)。5 种作物在不同施硒浓度下对硒的吸收情况拟合方程及相关系数见表 2,玉米和绿豆的硒含量与施硒浓度呈线性正相关关系,洋葱和番茄的硒含量与施硒浓度呈非线性负相关关系,油菜的硒含量与施硒浓度在 2080 mg/kg 呈非线性正相关。综上所述,土壤施硒可以增加受试作物对硒的吸收与利用,但不同作物对硒的吸收明显不同。研究表明,百合科(洋葱)植物的硒吸收能力仅次于十字花科(油菜)植物20,但该研究结果表明,受试作物吸收硒能力表现为油菜玉
24、米番茄绿豆洋葱,原因在于相同科属,不同品种的植物吸收硒能力也不同。如大蒜与洋葱同属于百合科葱属植物,洋葱硒含量最大为 3920 9 mg/kg,而王永勤等21 使用土壤施硒方式种植富硒大蒜,在施硒浓度 10 g/m2时大蒜平均硒含量可达 14213 mg/kg。因此,作物对硒的吸收能力不能仅通过科属判断。表 25 种作物在不同施硒浓度下对硒的吸收情况拟合方程Table 2Fitting equations for selenium uptake by five crops under dif-ferent soil selenium concentrations品种Cultivars施硒浓度S
25、eleniumconcentrationmg/kg拟合方程Fitting equation2玉米 Corn080y1=0756 1x+3527 50988 6洋葱 Onion080y2=0001 5x2+0112x+16330919 5绿豆 Mung bean080y3=10287 0 x5183 10957 6番茄 Tomato080y4=0004 5x2+0874 3x+1503 80998 6油菜 apeseed2080y5=0004 1x20765 9x+171950994 823作物硒积累量研究表明,硒会影响蛋白质的空间结构与功能,过量施硒会对作物产生毒害作用,影响作物生长代谢9,2
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 土壤 干预 作物 特性 研究 杨涛
1、咨信平台为文档C2C交易模式,即用户上传的文档直接被用户下载,收益归上传人(含作者)所有;本站仅是提供信息存储空间和展示预览,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对上载内容不做任何修改或编辑。所展示的作品文档包括内容和图片全部来源于网络用户和作者上传投稿,我们不确定上传用户享有完全著作权,根据《信息网络传播权保护条例》,如果侵犯了您的版权、权益或隐私,请联系我们,核实后会尽快下架及时删除,并可随时和客服了解处理情况,尊重保护知识产权我们共同努力。
2、文档的总页数、文档格式和文档大小以系统显示为准(内容中显示的页数不一定正确),网站客服只以系统显示的页数、文件格式、文档大小作为仲裁依据,个别因单元格分列造成显示页码不一将协商解决,平台无法对文档的真实性、完整性、权威性、准确性、专业性及其观点立场做任何保证或承诺,下载前须认真查看,确认无误后再购买,务必慎重购买;若有违法违纪将进行移交司法处理,若涉侵权平台将进行基本处罚并下架。
3、本站所有内容均由用户上传,付费前请自行鉴别,如您付费,意味着您已接受本站规则且自行承担风险,本站不进行额外附加服务,虚拟产品一经售出概不退款(未进行购买下载可退充值款),文档一经付费(服务费)、不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
4、如你看到网页展示的文档有www.zixin.com.cn水印,是因预览和防盗链等技术需要对页面进行转换压缩成图而已,我们并不对上传的文档进行任何编辑或修改,文档下载后都不会有水印标识(原文档上传前个别存留的除外),下载后原文更清晰;试题试卷类文档,如果标题没有明确说明有答案则都视为没有答案,请知晓;PPT和DOC文档可被视为“模板”,允许上传人保留章节、目录结构的情况下删减部份的内容;PDF文档不管是原文档转换或图片扫描而得,本站不作要求视为允许,下载前自行私信或留言给上传者【自信****多点】。
5、本文档所展示的图片、画像、字体、音乐的版权可能需版权方额外授权,请谨慎使用;网站提供的党政主题相关内容(国旗、国徽、党徽--等)目的在于配合国家政策宣传,仅限个人学习分享使用,禁止用于任何广告和商用目的。
6、文档遇到问题,请及时私信或留言给本站上传会员【自信****多点】,需本站解决可联系【 微信客服】、【 QQ客服】,若有其他问题请点击或扫码反馈【 服务填表】;文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“【 版权申诉】”(推荐),意见反馈和侵权处理邮箱:1219186828@qq.com;也可以拔打客服电话:4008-655-100;投诉/维权电话:4009-655-100。