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硒蛋白-硒与植物

2020-08-03 00:00:00

硒是植物体内十分重要的微量元素,能够刺激植物生长、增强植物体抗氧化、抵御逆境的能力并提高植物的光合作用。绿色植物依靠光合作用汲取养料以维持自身的生命活动,叶绿素含量直接影响植物光合作用的强弱,进而影响植物自身的生长发育状况。叶绿素的合成是一系列的酶促反应,硒能够促进植株对叶绿素合成相关矿质元素(如P、K、Ca、Mg等)的吸收,提高叶片中叶绿素含量,进而增强植物的光合作用。

吴国良等(2004)研究发现,硒能够显著提高柿树和核桃树叶片中的叶绿素含量,调节树体部分矿质元素的平衡,促进果树正常生长发育;成波等(2015)在大蒜研究中同样发现,施硒可提高大蒜叶绿素含量并促进其生长。吕海祥等(2015)发现一定浓度的硒能够提高罗布麻叶PSII活性,提高其光能利用率,从而促进植株的生长。植物的线粒体呼吸速率和叶绿体电子传递速率均与硒的存在及其含量有关(吴永尧等,2000),硒参与植物内部的生理生化反应,适量补充硒能明显提高植株的能量代谢过程,从而促进绿色植物的生长。

然而,植物的生长发育仅依靠光合作用远远不够,植物机体内还需有一套完善的抵抗逆境、抗氧化、增强抗性的保护系统。植物体内的超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(POD)和谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)等一系列保护酶可清除自由基,抵御或缓解逆境伤害。

有研究表明,在植物遭受逆境迫害后,适当的硒处理可激活植物体内抗氧化系统(宁正祥等, 1992)并提高植物的抗逆性(郭艳等, 2013) 。Xue等(2001)发现在高强度光照胁迫下,硒能够延长生菜(Lactuca sativa) 叶片保持绿色的时间,说明硒处理可提高植株的抗氧化能力;李登超等(2003)也报道,小白菜(Brassic. campestris ssp. chinensis L.)和菠菜(Spinacia oleracea L.)的营养液中添加不同浓度的硒,其抗氧化活性随硒浓度的升高而增强;成波等(2015)发现硒处理能够显著提高大蒜植株体内GSH-Px和SOD活性。

早在1973年Rotruck等就已证实,硒参与构成GSH-Px的过氧化反应,能够清除细胞代谢中产生的自由基和过氧化物,保护细胞膜和细胞。随后的研究发现番茄植株在盐胁迫下,低浓度的硒能显著降低和缓解植株受害,且随着外源硒浓度的升高,盐胁迫下番茄种子的发芽率、发芽指数和活性氧防御酶活性明显升高(韩广泉等,2010)。盐胁迫下植物积累的渗透物质曾被认为是参与减缓逆境胁迫的调节物质,但也有研究表明渗透物质的积累似乎只是胁迫的一种结果,与植物的耐盐性无关,最终Lutts等(1996)提出渗透物质脯氨酸是一个胁迫伤害指标,而非抗性指标。

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