纳米硒在金荞麦中富集及对其产量与活性物质的影响

发布时间：2020-03-31 14:07

【摘要】：硒是人和动物所必需的微量元素,我国约有72%人缺硒,植物硒源是日常膳食补硒的主要来源。适宜浓度硒不仅对植物生长有益,还能增加植物活性物质的代谢,提升植物品质。纳米硒因具有生物活性高、毒性低、环境风险小等特点,被作为现在新型硒补充剂。伴着国内外学者对中药材的研究越来越深入,富硒中药材逐步成为研究热门。本研究对湘西地区9种常见中药材富硒能力与其根际土壤中硒形态分布进行分析研究,筛选出对硒生物富集能力较强的中药材金荞麦(Fagopyrum dibotrys)。研究硒在金荞麦中富集及对其活性物质含量的关系,从而能更好的开发利用金荞麦资源。本文以金荞麦为供试材料,通过盆栽和大田试验,研究金荞麦对纳米硒与亚硒酸钠的吸收富集及富硒对金荞麦产量和抗氧化酶活性、总黄酮含量等活性物质的影响。旨在为富硒金荞麦的科学种植研究提供理论依据及技术支持。主要研究结果如下:(1)湘西地区9种常见中药材富硒情况研究,对湘西北9种常见中药材药用部位及根际土壤硒含量进行分析,发现以根茎入药的中药材硒含量大小为:金荞麦(1.01 mg/kg)贝母(0.35 mg/kg)大黄(0.25 mg/kg)玉竹(0.24 mg/kg)黄精(0.20 mg/kg),全草入药的中药材硒含量小米草(1.29 mg/kg)赶山鞭(1.17mg/kg)见血清(0.90 mg/kg)虎耳草(0.54 mg/kg),参照《湖南省富硒农产品标准》,富硒农产品标准为0.15mg/kg,属于富硒中药材。以根茎入药的金荞麦富硒能力显著,适合发展道地中药材的种植栽培。(2)盆栽金荞麦对外源硒吸收富集能力的研究,以金荞麦为供试材料,纳米硒和亚硒酸钠为硒源,进行盆栽试验。发现叶面喷施纳米硒和亚硒酸钠均能显著提高金荞麦不同部位硒含量,金荞麦叶片、茎秆和块状根中硒富集量与施硒浓度呈显著相关,均有明显的线性关系,且硒的分布为叶片块状根。在5 mg/L处理组金荞麦叶片、茎秆和块状根对纳米硒的生物富集系数分别是亚硒酸钠的1.4倍、2.1倍和1.3倍;同一施硒浓度组分中,叶面喷施纳米硒对金荞麦叶片、茎秆和块状根硒含量均明显高于叶面喷施亚硒酸钠,且金荞麦富集外源硒后部分在叶片吸收转换成有机硒,另一部分向块状根中发生转移并转化为有机硒。(3)硒对盆栽金荞麦生物量和活性物质含量影响的研究,金荞麦不同部位的生物量、抗氧化酶活性、光合色素含量及总黄酮含量均随着硒浓度的增加呈先增大后降低的趋势,在5 mg/L处理达到最大,说明高浓度硒抑制了金荞麦生长和活性物质的积累,适宜浓度硒能够更有效的促进金荞麦生长和活性物质的积累。在喷施5 mg/L纳米硒处理组较CK叶片、茎秆和块状根生物量分别增加了78.87%、229.04%、72.04%;三种抗氧化酶活性(POD、GSH-Px、SOD)分别增加了161.94%、430.77%、90.48%;光合色素(叶绿素a、叶绿素b)分别增加了36.57%、47.56%;叶片、茎秆和块状根总黄酮含量分别增加了157.48%、131.14%、234.12%。在喷施5 mg/L亚硒酸钠处理组较CK叶片、茎秆和块状根生物量分别增加了34.49%、85.15%、42.65%;三种抗氧化酶活性(POD、GSH-Px、SOD)分别增加了46.11%、494.87%、76.19%;光合色素叶绿素a和叶绿素b分别增加了41.64%和74.81%;叶片、茎秆块状根总黄酮含量分别增加了68.50%、48.71%、158.79%。叶面喷施5 mg/L纳米硒对金荞麦生物量和黄酮含量分别增加是喷施亚硒酸钠的1.2倍和2倍,对金荞麦抗氧化酶活性提高优于亚硒酸钠。(4)进一步研究在田间环境中金荞麦对外源硒的富集及产量与活性物质的影响,在幼苗期和分枝期喷施不同浓度纳米硒和亚硒酸钠。结果发现,叶面施硒能够显著提高金荞麦叶片、茎秆、块状根不同生长器官对硒的积累,与对照相比能够显著增加其产量。叶面施硒能够作为富硒栽培的一种技术手段,使其达到富硒标准,具有较好的农业推广价值。金荞麦可作为一种良好的富硒中药材,叶面施硒浓度与金荞麦不同部位硒富集量呈线性增长趋势,20 mg/L未出现抑制硒富集现象;金荞麦叶片、茎秆和块状根活性物质含量随着施硒浓度增加呈先增大后降低趋势,适宜浓度(5 mg/L)的纳米硒和亚硒酸钠均能显著增强金荞麦产量与活性物质含量;同一施硒浓度下,金荞麦叶片、茎秆和块状根对纳米硒的吸收富集量均显著高于亚硒酸钠,且以纳米硒为硒源富硒栽培对金荞麦产量、抗氧化酶活、总黄酮含量和叶绿素含量增加程度均显著高于喷施亚硒酸钠。因此,纳米硒较亚硒酸钠是一种低毒高效的硒源,金荞麦可作为硒富集中药材进一步开发研究。硒与金荞麦结合具有巨大的开发潜力,以金荞麦为载体进行无机硒的生物有机化,研究金荞麦对纳米硒的富集及对其产量与活性物质含量的影响,为后续富硒金荞麦栽培、富硒金荞麦特色产品开发奠定理论基础。
【图文】：

示意图,植物根系,物产,活性物质

图 1.1 植物根系对不同形态硒的吸收转运和形态转化示意图[28]Fig1.1 Overview of Se uptake, translocation and speciation in plants[28]1.3 硒对植物产量与活性物质的研究

技术路线图

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【学位授予单位】：吉首大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：S517

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