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        彎曲碎米薺耐硒能力的研究

        2017-10-27 12:59:11吳美儒牟迪溫靈敏
        江蘇農(nóng)業(yè)科學 2017年16期

        吳美儒 牟迪 溫靈敏

        摘要:為了探究彎曲碎米薺的耐硒能力,通過用不同濃度的硒營養(yǎng)液對彎曲碎米薺進行培養(yǎng),測定可溶性多糖相對含量、可溶性蛋白質相對含量、游離氨基酸相對含量以及硒含量。結果表明,10 μg/mL硒處理彎曲碎米薺時可溶性多糖相對含量達到8 13133 mg/g,游離氨基酸相對含量達到最高值,為 2815 mg/g;可溶性蛋白質相對含量隨著硒濃度的升高相應地增加;不同硒濃度處理彎曲碎米薺,其葉片中的硒含量隨著硒濃度的升高而增加;不同硒濃度處理彎曲碎米薺植株,當硒濃度為14 μg/mL時,彎曲碎米薺根中硒的含量達到最大值,為 1 46561 μg/g;硒積累動態(tài)分析結果表明,彎曲碎米薺葉片和根中硒的含量隨著時間的延長也相應地增加,且在84~96 h的積累速率最大,分別為930、762 μg/(g·h)。

        關鍵詞:彎曲碎米薺;硒;可溶性多糖;可溶性蛋白質;游離氨基酸

        中圖分類號: Q94578文獻標志碼:

        文章編號:1002-1302(2017)16-0132-02

        收稿日期:2016-03-30

        基金項目:國家自然科學基金(編號:31360498);2013年湖北省戰(zhàn)略性新興(支柱)產(chǎn)業(yè)人才培養(yǎng)項目(編號:2013029);2014年度湖北省本科高?!皩I(yè)綜合改革”試點項目(編號:2014029);生物資源保護與利用湖北省重點實驗室第四批開放課題。

        作者簡介:吳美儒(1993—),女,湖北恩施人,碩士研究生,主要從事植物硒代謝研究。E-mail:1060198820@qqcom。

        通信作者:周毅峰,博士,副教授,主要從事植物生物化學與分子生物學及植物硒代謝組學研究。E-mail:77416757@qqcom。

        硒(selenium)是人體所必需的微量元素,也是植物生長的有益元素。硒主要以無機硒和有機硒2種方式存在,無機硒一般主要是指亞硒酸鹽和硒酸鹽,這2種物質主要是從硒礦床中獲得的;有機硒主要是硒多糖和硒蛋白。硒對人的身體健康非常重要,缺硒會顯著降低機體的免疫能力,導致許多嚴重疾病發(fā)生[3]。硒的攝入量過大或攝入時間過長,又會導致急性或慢性中毒[4]。植物是人和動物獲得硒的主要來源,所以植物硒代謝對人類和動物的營養(yǎng)和健康至關重要[5]。

        碎米薺為十字花科植物,具有一定的富集硒的能力。向天勇在湖北省恩施漁塘壩硒礦地區(qū)發(fā)現(xiàn)的壺瓶碎米薺[8]是迄今為止發(fā)現(xiàn)的聚硒能力最強的植物,其提取物中硒的含量高于2 000 mg/kg[9]。本試驗供試材料為碎米薺的同屬植物彎曲碎米薺(Cardamine flexuosa)[10],該植物屬于十字花科碎米薺屬的一年生或二年生草本植物,高達30 cm,生于田邊、路旁及草地。全草入藥,有清熱利濕、健胃、止瀉之效。本研究對彎曲碎米薺的耐硒能力進行研究,旨在為碎米薺屬植物耐硒能力的研究奠定基礎。

        1材料與方法

        11試驗材料

        供試彎曲碎米薺種子,由筆者實驗室保存。

        12主要儀器和試劑

        儀器:分析天平(ME204E/02),數(shù)顯鼓風干燥箱(GZX-9420MBE),雙道原子熒光光度計(AFS-9760),微波消解儀(MARS5),可見分光光度計(WFJ 7200型),電熱恒溫水浴鍋(HWS 12型),小型高速離心機(Eppendorf 5418)。

        試劑:鹽酸、硫酸,均為優(yōu)級純;硼氫化鉀、氫氧化鉀、葡萄糖、重蒸酚、無水乙醇、85%磷酸、茚三酮、磷酸二氫鉀、乙酸鉀(醋酸鉀)、氯化鈉、甘氨酸、考馬斯亮藍G250等,均為分析純;亞硒酸鈉,牛血清白蛋白等,均為生化試劑。

        13彎曲碎米薺硒的處理方法

        用2、4、6、8、10、12、14 μg/mL共7個硒濃度對彎曲碎米薺植株進行處理,以不加硒溶液作為對照組,每個處理5次重復。

        選取10 μg/mL硒溶液處理彎曲碎米薺植株,在60、72、84、96 h 取樣進行硒含量分析,每個時間點取5份樣品。

        14測定方法

        可溶性蛋白質相對含量分析:參考文獻[11]中的方法提取彎曲碎米薺葉片中的可溶性蛋白質,用考馬斯亮藍G250染色法測定蛋白質含量??扇苄远嗵窍鄬糠治觯簠⒖嘉墨I[12]中的方法提取彎曲碎米薺葉片中的可溶性多糖,采用苯酚-硫酸法測定大豆可溶性多糖含量。游離氨基酸相對含量分析:參考文獻[13]中的方法提取彎曲碎米薺葉片中游離氨基酸,采用茚三酮比色法測定游離氨基酸含量。硒含量分析:參考文獻[14]中的方法消化樣品,用雙道原子熒光光度計測定葉片中硒的含量。

        15數(shù)據(jù)分析

        試驗數(shù)據(jù)采用Excel、SPSS V190軟件進行分析。

        2結果與分析

        21不同硒濃度處理對彎曲碎米薺生理指標的影響

        211可溶性多糖相對含量分析

        由圖1可知,對彎曲碎米薺植株施以不同濃度的硒溶液,其可溶性多糖相對含量隨著硒濃度的變化而改變。與對照相比,不同濃度硒處理的彎曲碎米薺的可溶性多糖相對含量均增加,硒濃度為2 μg/mL時,相對于對照組可溶性多糖相對含量顯著增加(P<005),其他硒濃度時均極顯著增加(P<001),當硒濃度為 10 μg/mL 時,可溶性多糖相對含量出現(xiàn)最大值,為 13133 mg/g。植物為了適應逆境條件,會主動積累一些可溶性多糖,以適應外界環(huán)境條件的變化。

        212可溶性蛋白質相對含量分析

        由圖2可知,彎曲碎米薺經(jīng)不同濃度硒處理,其可溶性蛋白質相對含量不同。與對照相比,不同濃度硒處理的彎曲碎米薺的可溶性蛋白質相對含量均增加, 當硒濃度為14 μg/mL時,可溶性蛋白質相對含

        量出現(xiàn)最大值,為1952 mg/g。在植物生長發(fā)育中,可溶性蛋白質的相對含量在某種程度上體現(xiàn)了機體的衰老程度。

        213游離氨基酸相對含量分析

        由圖3可知,經(jīng)不同濃度硒處理后,與對照相比,彎曲碎米薺的游離氨基酸相對含量均增加,硒濃度為2 μg/mL時,相對于對照游離氨基酸含量顯著增加(P<005),其他硒濃度均極顯著增加(P<001),當硒濃度為10 μg/mL時,游離氨基酸相對含量出現(xiàn)最大值,為2815 mg/g。硒濃度為12 μg/mL時,相對 10 μg/mL 時游離氨基酸相對含量極顯著下降(P<001);硒濃度為14 μg/mL時,相對12 μg/mL時游離氨基酸相對含量顯著上升(P<005),但相對10 μg/mL有所下降。因此,硒濃度為 10 μg/mL 時對彎曲碎米薺體內(nèi)游離氨基酸的合成最有利。

        22不同硒濃度處理對彎曲碎米薺葉片、根中硒含量的影響

        由圖4可知,不同濃度硒處理彎曲碎米薺植株,其葉片中硒含量隨著硒濃度的升高而增大,且處理組相對于對照組葉片中硒含量多極顯著增加(P<001),硒濃度為 14 μg/mL 時,葉片中硒的含量最高,達57130 μg/g。硒濃度為2、4 μg/mL 時葉片中硒含量增加得較平穩(wěn),硒濃度為10、12、14 μg/mL 時相對于6、8 μg/mL時葉片中硒含量極顯著增加(P<001),但硒濃度為8 μg/mL時相對于 6 μg/mL 時葉片中硒含量顯著增加(P<005)。不同濃度硒處理彎曲碎米薺,其根中的硒含量均增加,在硒濃度為 14 μg/mL 時根中硒的含量最高,達1 46561 μg/g,硒濃度為8、10 μg/mL 時,相對于對照組根中硒含量顯著增加(P<005),硒濃度為12、14 μg/mL 時,相對于其他處理組根中硒含量極顯著增加(P<001),硒濃度為2、4、6、8、10 μg/mL 時根中硒含量增加得較平穩(wěn)。當硒濃度低于 10 μg/mL 時,葉片與根中的硒含量變化基本一致,當硒濃度高于10 μg/mL時,根中的硒含量高于葉片中的硒含量。

        23彎曲碎米薺植株中硒的積累動態(tài)

        根據(jù)彎曲碎米薺植株的生長狀況取臨界硒濃度為 10 μg/mL,觀察彎曲碎米薺植株中硒積累動態(tài)的變化,用微波消解儀-熒光光度計測定不同時間處理條件下彎曲碎米薺葉片中硒的含量。由圖5可知,硒濃度為10 μg/mL時,在處理60~96 h內(nèi)硒的含量呈上升趨勢,其他處理相對于處理 60 h 時硒含量增加均較明顯,葉和根中硒含量在處理96 h時達到最高值,分別為39562、63933 μg/mL,相對于處理72、84 h顯著增加(P<005),根中硒含量在處理84 h時相對于處理 72 h 顯著上升(P<005)。葉和根中的硒含量在84~96 h 的積累速率最大,分別為930、762 μg/(g·h)。

        3討論

        有研究證明補硒能很好地預防大骨節(jié)病、克山病、糖尿病、艾滋病等40多種疾病[15]。提高食物中硒的含量是改善人和動物硒營養(yǎng)的根本措施[16]。隨著人們生活水平的提高,野菜消費熱在國內(nèi)外悄然興起,倍受人們青睞。本研究的結果顯示,在試驗設置的硒濃度范圍內(nèi)彎曲碎米薺的可溶性蛋白質、可溶性多糖、游離氨基酸的相對含量以及葉片和根中硒的[CM(25]含量均隨硒濃度的升高而增加。因此,利用彎曲碎米薺實現(xiàn)無機硒向有機硒的轉化具有較高的開發(fā)利用價值。

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