全 文 ：[ 6 ] 　张宪政.植物生理学实验技术 [M] .沈阳:辽宁科学技术
出版社 , 1989.
[ 7 ] 　郁俊谊 , 杨吉安 , 刘冬梅 , 等.草莓新品种红太后和丽达的
生物学特性研究 [ J] .西北林学院学报 , 2002 , 17 (4):41-
43.
[ 8 ] 　程福厚 , 李绍华 , 孟昭清.调亏灌溉条件下鸭梨营养生长 、
产量和果实品质反应的研究 [ J] .果树学报 , 2003 , 20 (1):
22-26.
[ 9 ] 　邓毓芳 , 刘修村 , 王性炎 , 等.经济林产品利用及分析
[M] .北京:中国林业出版社 , 1984.
[ 10] 　李合生.植物生理生化实验原理和技术 [M] .北京:高等教
育出版社 , 2001.
[ 11] 　张卫华 , 张方秋 , 张守攻.3 种抗旱幼苗抗旱性研究 [ J] .
林业科学研究 , 2005, 18 (6):695-700.
[ 12] 　赵思东 , 汪　明 , 杨谷良 , 等.12个猕猴桃品种引种栽培
果实品质评价研究 [ J] .农业现代化研究 , 2002 , 23 (6):
455-457.
[ 13] 　周　建 , 赵思东 , 杨谷良 , 等.对绿宝石等 10个梨品种果
实品质的分析与评价 [ J] .落叶果树 , 2003 , (16):4-6.
[ 14] 　黄曙光 , 杨谷良 , 方传锦 , 等.运用多维价值理论对 40 个
梨品种果品品质的评价 [ J] .湖南林业科技 , 2003, 30 (4):
26-27.
[ 15] 　胡伟娟 , 续　源.北方地区棚栽台湾青枣果实性状研究
[ J] .河北林果研究 , 2004 , 19 (4):326-329.
[ 16] 　邓碧焕.台湾青枣优质丰产栽培 [M] .广西科学技术出版
社 , 2000:11-14.
不同浓度外加硒对恩施碎米荠生长发育的影响
向天勇1 , 吴永尧2 , 肖　蓉1
(1.浙江嘉兴职业技术学院生物与环境分院中心实验室, 浙江嘉兴　314036;2.湖南农业大学生化与发酵工程实验室 , 湖南 长沙　410128)
　　摘　要:采用实验室漂浮培养技术 , 研究了外源硒对该植物生长发育及相关生理生化指标的影响 , 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 30 mg L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=0.776 5 、 0.914 2、 0.908 7 、 0.903 2), 硒浓度在 30 mg 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 10 mg L。
关键词:硒;恩施碎米荠;生长发育
中图分类号:S642.2　　　文献标识码:B　　　文章编号:0528-9017(2008)02-0148-03
　　国内外的大量研究已经证实几十例人 、 畜疾患
与缺硒相关。国外最新研究表明 , 硒能阻止病毒突
变 , 因而对于从感冒到 SARAS 等病毒感染性疾病
的防治也具有重要意义[ 1] 。全球和我国有许多地区
缺硒 , 通过食物链补硒是改善普遍硒营养不良现状
的最主要 、最直接的有效途径 。野生植物恩施碎米
荠 (Cardamine enshiensis , 暂定名)具有超强的聚
集硒的能力 (自然条件下植株硒含量为 201.54±
12.36 mg kg), 幼嫩恩施碎米荠鲜美可食 , 是一种
极具开发潜力的植物硒资源。研究不同硒浓度处理
对恩施碎米荠生长的影响 , 旨在探讨该植物的富硒
规律 , 进而为该富硒植物资源的开发及应用服务 。
1　材料与方法
自湖北恩施采集当年野生恩施碎米荠种子 , 催
芽后以漂浮培养基质固定幼苗 (350 mm×600 mm ,
每穴20 mm×20 mm), 以 Na2SeO3 为补硒试剂 , 设
计6 个不同的补硒浓度:0 、 10 、 20 、 30 、 40 、 50
mg L的Se (亚硒酸钠溶液), 用 1.5 g L专用复混肥
进行水培 。于 40 、 60 、 80 、 100 d时小心拨出植株 ,
洗净培养基质 , 用吸水纸吸干水分 , 120℃杀青 10
min后 80℃烘干称重 , 记录其干物质积累量。
在培养 100 d时 , 测定经过各处理的叶片叶绿
素的含量及光合强度 , 测定其根系活力[ 2] 。
收稿日期:2007-11-16
基金项目:湖北省教育厅资助重大项目 (99Z06)
作者简介:向天勇 (1971-), 男 , 土家族 , 湖北恩施人 , 博士 , 从事生物资源的保护与应用研究工作。
148　 　　2008年第 2期
DOI :10.16178/j.issn.0528-9017.2008.02.035
2　结果
2.1　不同浓度外加硒对恩施碎米荠生长的影响
试验结果如表 1 , 表明加硒处理早期 (60 d 以
内), 与未加硒对照 , 10 mg L补硒组的干物质积累
超过对照 , 其它各组干物质积累量均低于对照 , 且
随着硒浓度的增加有降低的趋势。证明在生育期早
期 , 10 mg L左右的外加硒可促进恩施碎米荠的生
长 , 而高于 10 mg L则产生了硒毒害 , 其生长受到
抑制 , 且硒浓度愈高 , 抑制作用愈强 。随着生育期
延长 , 该抑制作用减弱 , 100 d 时 , 20 、 30 mg L硒
浓度处理的植株 , 其干物质的积累量已超过对照。
并且 , 在 10 ～ 30 mg L的范围内 , 干物质的积累量
与外加硒浓度正相关 (r=0.776 5), 但在 30 mg L
硒浓度以上 , 干物质的积累量仍随外加硒浓度的增
加而降低。
表 1　外加硒对恩施碎米荠植株干物质积累的影响
补硒剂量
(mg L)
干物质重 (g)
40 d 60 d 80 d 100 d
0 0.069±0.011 0.470±0.107 1.043±0.326 1.997±0.874
10 0.073±0.014 0.479±0.128 1.192±0.410 2.105±0.902
20 0.065±0.012 0.469±0.134 1.174±0.482 2.010±0.648
30 0.060±0.011 0.450±0.144 1.818±0.413＊ 2.697±0.776＊
40 0.060±0.008 0.410±0.142 0.993±0.437 2.079±0.932
50 0.054±0.010 0.402±0.137 0.991±0.494 1.807±1.013
　　注:表中 “ ＊” 号代表与对照组比较差异显著;“＊＊” 为差异极显著 , 下同。
2.2　不同浓度外加硒对恩施碎米荠叶绿素含量及
光合强度的影响
恩施碎米荠幼苗在含不同浓度外加硒的培养液
中都能成活 , 4 ～ 5 叶期 (20 ～ 40 d), 各组叶色一
致。随生育期延长 , 在 0 ～ 20 mg L硒浓度范围内 ,
随硒浓度的升高 , 叶色逐渐加深 , 由黄绿渐变墨绿
色。20 mg L与 30 mg L处理的叶色基本一致 , 高于
30 mg L的处理 , 叶色又逐渐变淡 , 但比对照深 。
在培养 100 d时 , 测定上述各处理的叶片叶绿
素的含量及光合强度 , 结果如表 2。与干物质积累
量一致 , 在100 d时 , 叶绿素 a 、 b的含量及光合强
度在 0 ～ 30 mg L的范围内与硒浓度成正相关 (相关
系数分别为0.914 2 、 0.908 7 、 0.903 2), 在 40 ～ 50
mg L的范 围内成 负相关 (相关系数 分别 为
-0.889 1 、 -0.870 2 、 -0.895 3), 但叶绿素的含
量均高于对照 。可见培养液中 , 添加 10 mg L以上
的硒可显著促进叶绿素的合成 , 增强其光合强度 ,
进而促进干物质积累 (P <0.05)。但在硒浓度高
于30 mg L时 , 硒对叶绿素合成的促进作用减弱。
2.3　不同浓度硒处理对恩施碎米荠根系活力的
影响
取培养 100 d时的各组植株 , α-萘胺氧化法测
定其根系活力 , 以每1 g干根每1 h氧化α-萘胺的重
量表示根系活力的大小。结果 (图 1)可见 , 恩施
碎米荠植株根系活力的变化趋势 , 与早期恩施碎米
荠的干物质积累速度相似 , 10mg L的硒显著促进
表2　外加硒对恩施碎米荠植株叶绿素及
光合强度的影响
补硒剂量
(mg L)
光合强度
(mmol·CO2 min.cm2)
叶绿素 (mg g)
叶绿素-a 叶绿素-b
0 15.975±3.520 0.560 8±0.005 7 0.180 6±0.002 9
10 16.550±3.140 0.635 7±0.009 1 0.207 5±0.018 4
20 16.757±2.910＊ 0.653 1±0.010 8 0.221 4±0.023 4＊
30 18.200±2.834＊＊ 0.880 1±0.038 2＊＊0.330 2±0.028 3＊＊
40 17.167±4.570＊ 0.723±0.004 9＊0.241 2±0.013 0＊
50 17.067±4.010＊ 0.714 3±0.008 6＊0.234 6±0.037 0＊
根系活力 (P <0.01), 随硒浓度的增加 , 根系活
力逐渐降低 (r=-0.957 2), 但在 50 mg L的浓度
范围内 , 其根系活力仍然高于对照。
图 1　外加硒对恩施碎米荠植株根系
活力的影响
2.4　不同的浓度硒处理对恩施碎米荠根系抗逆境
能力的影响
向天勇 , 等:不同浓度外加硒对恩施碎米荠生长发育的影响 149　
　　采用电导率法对生长 100 d时的各组碎米荠植
株的抗逆境能力进行分析 。以 45℃处理 3 h 后 , 以
每1 g干根 , 每1 h导致蒸馏水电导率的增加量 (扣
除常温时电导率的变化量), 表示抗逆境能力的高
低 , 电导率增加愈大 , 抗逆境能力愈低 。结果如图
2所示 , 与未加硒处理相比 , 10 mg L的硒可显著促
进恩施碎米荠植株的抗高温能力 (P <0.01)。但
随硒浓度的增加 , 植株抗高温能力显著下降 (P <
0.05), 其变化趋势与硒对根系活力的影响完全一
致 (r=-0.919 2)。在 0 ～ 2℃时未测出电导率的
显著变化 , 各组植株也未表现出任何冻害症状。
图2　外加硒对恩施碎米荠抗逆境能力的影响
3　小结与讨论
3.1　硒对恩施碎米荠生长的整体影响规律
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 30 mg L Se 以
下 , 硒可显著促进植物生长并促进叶绿素的合成 、
提高植株的光合能力 , 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 =
0.776 5 、 0.914 2 、 0.908 7 、 0.903 2)。硒浓度在
30 mg L以上 , 各项指标逆转。但硒对根部的作用
特点与此不一致 , 浓度在 10 mg L以下 , 硒可促进
根系活力和抗逆境能力;高于 10 mg L以后 , 其根
系活力和抗逆境能力与硒浓度呈负相关 (r =
-0.957 2 、 -0.919 2)。
3.2　硒对叶绿素的合成和根系活力的影响是影响
植株生长的关键性因素
实验结果可见 , 促进叶绿素合成与根系活力的
最适硒浓度并不一致 , 前者是 30 mg L , 而后者则
是10 mg L。在幼苗期 , 根对植株生长的影响占主
导地位 , 因此植株生长与硒对根部的影响规律一
致 , 硒浓度在高于 10 mg L后 , 对植物生长表现出
抑制的特点。随着生育期的延长 , 叶绿素所影响的
光合作用占主导作用 。因此 , 硒对植物生长的影响
与硒对叶绿素合成和光合强度的影响规律一致 ,
20 、 30 mg L硒处理的植株生长旺盛 , 其干物质积
累逐步超过 10 mg L处理的植株。生长后期 , 30
mg L的硒处理植株干物质积累达到最大 , 这可合理
解释植株对硒的耐受能力随成熟度增加而提高这一
现象 。张池[ 3] 等利用油菜 , 唐巧玉[ 4] 等利用大豆进
行富硒栽培也观察到了这一现象 , 说明硒对叶绿素
的合成和根系活力的影响可能是影响植株生长的关
键性因素。
3.3　叶绿体在植物高氧化态硒被还原中的可能作用
相当多的研究者认为无机硒盐必须先还原为
Se
2- , 然后才被结合于硒代氨基酸。虽然具体的还
原途径目前还不清楚 , 但普遍认为叶绿体发挥了重
要作用。叶绿体是植物 SO2-4 和NO2 的主要还原部
位 , 而且它也含有半胱氨酸合成酶 , 故可能将还原
产物 Se2-结合入硒代半胱氨酸 , 已经证实植物中
提取的半胱氨酸合成酶确能催化 Se2-形成硒代半
胱氨酸 , 而且对 Se2-的亲和性比对 S2-更大 。SO 2-3
还原酶也与叶绿体有关 。Ng 和 Anderson 提出了
SeO
2-
3 中 Se通过叶绿体结合于硒代半胱氨酸的可
能途径[ 5] , 认为 SeO2-3 被与光化学作用相偶联的
GSH还原酶所还原 , 然后在 O-乙酰丝氨酸 (OAS)
的存在下 , 将硒整合进硒代半胱氨酸 。植物叶绿体
具有 GSH 还原酶活性 , 且其还原作用与光合作用
电子传递链相偶联已被证实 , 除 OAS 存在于叶绿
体中尚无报道外 , 其余条件叶绿体中也都具备 。本
试验结果发现给恩施碎米荠补硒 (SeO2-3 )之后 ,
硒可显著促进叶绿素的合成 , 增加其光合强度 , 这
也可能是植物体对高硒环境的一种适应 , 即通过增
加叶绿体的数量以提高对 SeO2-3 的还原能力。同
时 , 硒对叶绿素合成的影响机制研究 , 将可能是深
入了解植物 , 特别是硒蓄集植物体内硒的作用规
律 , 促进硒在农业生产中的应用的极为关键性的环
节 , 具有重要的理论和现实意义 。
参考文献:
[ 1] 　吴永尧.硒的多重生物学功能与人和动物的健康 [ J] .湖南
农业大学学报 , 1997, 23 (3):294-299.
[ 2] 　张志良.植物生理学试验指导 [M] .北京:高等教育出版
社 , 1996.
[ 3] 　张　驰.油菜集累硒的规律及其含硒组分的初步分离 [ D] .
湖南农业大学硕士毕业论文 , 2004.
[ 4] 　唐巧玉.大豆中硒的生理生化及其含硒蛋白的初步分离
[ D] .湖南农业大学硕士毕业论文 , 2004.
[ 5] 　Ng B H , Andenson J W.Light-dependent incorporation of selenite
and sulphite into selenocysteine and cysteine by isolated pea
chloroplasts [ J] .Phytochem , 1979, 18:573-580.
150　 　　2008年第 2期