林志強(qiáng)，陳 杰，湯 倩

（惠州市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所，廣東惠州 516023）

0 引言

硒是抗氧化系統(tǒng)當(dāng)中的重要組成部分，能夠?qū)χ亟饘賹?dǎo)致的脂質(zhì)過(guò)氧化反應(yīng)進(jìn)行改善，能夠減少對(duì)于植株的毒害。同時(shí)，其余金屬之間親和力較強(qiáng)，能夠同重金屬在結(jié)合后形成硒蛋白復(fù)合物，對(duì)重金屬毒性作用進(jìn)行降低。為了能夠使其在植物生長(zhǎng)當(dāng)中獲得更好的表現(xiàn)，則需要能夠積極做好該方面的研究工作。

1 研究意義

在人和動(dòng)植物生長(zhǎng)當(dāng)中，硒是其中的關(guān)鍵營(yíng)養(yǎng)元素，對(duì)于植物生長(zhǎng)發(fā)育具有一定的刺激作用，能夠?qū)ψ魑锲焚|(zhì)與產(chǎn)量進(jìn)行有效的提升。在土壤當(dāng)中，重金屬污染是較為常見(jiàn)的一類(lèi)情況，將在對(duì)植物造成毒害的情況下導(dǎo)致死亡或者減產(chǎn)。其中，部分重金屬能夠使植物發(fā)生氧化應(yīng)激情況，對(duì)植物的光合作用進(jìn)行抑制，影響到葉綠素產(chǎn)量。同時(shí)，也可能對(duì)細(xì)胞膜完整性造成破壞，對(duì)植物的微量元素吸收形成抑制，也因此使農(nóng)作物在被污染后，將嚴(yán)重缺少營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。在現(xiàn)階段農(nóng)業(yè)種植發(fā)展過(guò)程當(dāng)中，如何對(duì)重金屬含量進(jìn)行降低可以說(shuō)一直是研究的熱點(diǎn)內(nèi)容，在相關(guān)研究當(dāng)中，有學(xué)者研究出了一定的方式能夠?qū)χ亟饘俸窟M(jìn)行降低，同時(shí)使其在土壤當(dāng)中的可利用性進(jìn)行控制。如在砷污染土壤當(dāng)中，通過(guò)硫酸亞鐵的添加能夠?qū)ζ湟苿?dòng)速率進(jìn)行降低。在鎘污染當(dāng)中，通過(guò)含水硅酸鈣的添加，能夠使其在可利用性方面具有好的表現(xiàn)。根據(jù)相關(guān)研究發(fā)現(xiàn)，對(duì)于這部分重金屬來(lái)說(shuō)，硒具有一定的拮抗作用，能夠?qū)χ亟饘俣竞M(jìn)行有效的緩解。在具體處理當(dāng)中，將硒作為基肥以及進(jìn)行復(fù)合物葉噴等都能夠?qū)ξ窟M(jìn)行有效的提升，且能夠在環(huán)境發(fā)生變壓時(shí)，對(duì)植物所受到的傷害進(jìn)行緩解[1]。

2 硒的功能特性

在植物生長(zhǎng)過(guò)程當(dāng)中，硒是重要的有益元素，對(duì)于高等植物具有抗氧化作用，其中硒的存在能夠?qū)SH-Px活性進(jìn)行提升，使植物在抗氧化性方面具有好的表現(xiàn)，且能夠?qū)χ|(zhì)過(guò)氧化物、活性氧進(jìn)行清除，使其在抗衰老能力以及抗逆性方面具有好的表現(xiàn)，以此為植株的正常生長(zhǎng)做出保證。同時(shí)，硒不僅能夠?qū)χ参锏目寡趸阅苓M(jìn)行強(qiáng)化，也能夠使植物在環(huán)境脅迫方面具有更好的抗性表現(xiàn)，能夠?qū)χ参镌诘蜏?、干旱、高輻射等惡劣環(huán)境狀況當(dāng)中形成的自有基進(jìn)行消除。在高光照影響下，硒能夠?qū)铀僦参锢匣难趸{迫起到中和作用，以此保證生菜葉片在較長(zhǎng)時(shí)間當(dāng)中始終保持綠色[2]。

同時(shí)，適量的硒也能夠?qū)χ参镄玛惔x起到積極的促進(jìn)作用，在對(duì)植物生長(zhǎng)發(fā)育進(jìn)行刺激的情況下調(diào)控、促進(jìn)合成植物的葉綠素，使植物的光合作用能夠得到強(qiáng)化，更好的積累糖類(lèi)與淀粉，使作物在品質(zhì)與產(chǎn)量方面具有好的表現(xiàn)。此外，硒不僅能夠?qū)χ参镌诜巧?、生物方面受到的壓力進(jìn)行減輕，且含硒化合物也能夠?qū)ψ魑锂?dāng)中存在重金屬的含量進(jìn)行減少，以此保證作物當(dāng)中在重金屬濃度方面能夠滿(mǎn)足標(biāo)準(zhǔn)要求，且能夠?qū)ψ魑锸秤貌糠值奈鴿舛冗M(jìn)行增加，以此保證能夠?qū)θ说奈鴶z入需求進(jìn)行滿(mǎn)足[3]。

3 硒的拮抗作用

在植物生長(zhǎng)的過(guò)程當(dāng)中，土壤當(dāng)中重金屬會(huì)經(jīng)過(guò)根系被吸收，并轉(zhuǎn)運(yùn)到植物的果實(shí)與莖葉當(dāng)中，且有可能在人食用后進(jìn)入到人體當(dāng)中。如何對(duì)植物對(duì)于重金屬的吸收進(jìn)行降低，可以說(shuō)是研究當(dāng)中的熱點(diǎn)內(nèi)容。目前，在硒拮抗方面的研究有以下幾方面。

3.1 鉛的拮抗

有研究人員在油菜實(shí)驗(yàn)當(dāng)中了解到，通過(guò)對(duì)根部施加15 mg/L壓吸塑安安之后，能夠?qū)τ筒嗽阢U毒害作用的抵抗方面進(jìn)行有效的增強(qiáng)，且能夠?qū)τ筒巳~片當(dāng)中重金屬鉛含量進(jìn)行有效的降低。對(duì)油菜在進(jìn)行鉛干預(yù)之后，對(duì)500 mg/L進(jìn)行施加，可以發(fā)現(xiàn)在實(shí)驗(yàn)組油菜當(dāng)中，鉛含量得到了有效的降低，達(dá)到了66%。同時(shí)，油菜當(dāng)中的谷胱甘肽過(guò)氧化物酶含量發(fā)現(xiàn)得到了有效的提升，也成為了硒在拮抗重金屬毒害方面作用體現(xiàn)的關(guān)鍵性原因。根據(jù)進(jìn)一步研究了解到，在增施硒的情況下，油菜根部鉛含量得到了顯著的降低。該情況的存在，即表明在植物根部位置，硒已經(jīng)與重金屬在反應(yīng)后形成復(fù)合物，以此能夠?qū)χ亟饘傧蛑参镞\(yùn)輸?shù)亩竞Α⒎e累過(guò)程起到了較好的阻擋作用[4]。

也有研究人員對(duì)蠶豆屬進(jìn)行研究，在研究過(guò)程當(dāng)中了解到，在使用1.5μM硒后，能夠?qū)χ仓旮砍蹶庪x子形成進(jìn)行減小，且能夠?qū)POX、TSH酶含量與活性進(jìn)行提升，以此對(duì)鉛離子的毒害作用進(jìn)行緩解。但當(dāng)硒濃度較高時(shí)，則會(huì)對(duì)MDA含量進(jìn)行增加，對(duì)脂質(zhì)對(duì)細(xì)胞膜的損害以及過(guò)氧化反應(yīng)起到增強(qiáng)的效果。Pb方面，會(huì)在蠶豆組織當(dāng)中不斷積累，在對(duì)根系生長(zhǎng)起到減緩作用的情況下使根部壞死，且Pb也將導(dǎo)致生物參數(shù)發(fā)生變化，能夠?qū)-SH以及MDA的含量進(jìn)行增加，對(duì)GSH-Px活性進(jìn)行強(qiáng)化，但是將降低GPOX活性。而當(dāng)硒濃度較低時(shí)，則會(huì)對(duì)根部頂端位置的超氧陰離子進(jìn)行降低，強(qiáng)化T-SH以及MDA的活性，以此實(shí)現(xiàn)Pb毒性的緩解。在研究ROS產(chǎn)生量、抗氧化系統(tǒng)變化以及生長(zhǎng)發(fā)育研究后可以了解到，硒在鉛離子拮抗作用同其濃度具有密切的關(guān)聯(lián)。當(dāng)硒濃度較低時(shí)，能夠?qū)?xì)胞生存力進(jìn)行強(qiáng)化，而當(dāng)其濃度較高時(shí)，則將成為助氧化劑，能在與鉛協(xié)同的情況下傷害植株根部[5]。

3.2 砷的拮抗

有人員對(duì)砷于硒的相互作用進(jìn)行研究，了解到硒之所以能夠?qū)ι榈乃径拘赃M(jìn)行拮抗，并非是通過(guò)水稻根系砷吸收、轉(zhuǎn)運(yùn)的控制實(shí)現(xiàn)的，而是兩者在水稻當(dāng)中形成了一定的交互作用。其原因，可能是兩者通過(guò)自身化學(xué)親和力的發(fā)揮，形成了具有低毒、穩(wěn)定特征的硒砷復(fù)合物。同時(shí)，硒自身抗氧化性能的存在，則能夠?qū)ι樵谥参锂?dāng)中抗氧化酶抑制作用進(jìn)行減輕，也能夠?qū)崿F(xiàn)植物當(dāng)中砷毒性的降低。

有研究人員研究費(fèi)富集植物吊蘭，對(duì)其同時(shí)補(bǔ)充As以及Se，發(fā)現(xiàn)了兩者具有拮抗作用，同時(shí)對(duì)兩者在植物當(dāng)中的生理代謝過(guò)程進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)根部能夠直接對(duì)Se吸收。但如果以單獨(dú)的方式補(bǔ)充Se，則會(huì)在根部位置氧化，形成一定量的Se。如果為根系供應(yīng)Se，其根部則具有較多大分子含量的錫化合物，在硒遷移率得到增加的情況下，將會(huì)向葉片實(shí)現(xiàn)Se的補(bǔ)充。在補(bǔ)充As時(shí)，其能夠被As吸收，在根部位置實(shí)現(xiàn)對(duì)As的氧化。

當(dāng)然，并非在所有的研究當(dāng)中都體現(xiàn)出硒對(duì)于砷的拮抗作用，有研究人員在實(shí)驗(yàn)當(dāng)中，發(fā)現(xiàn)硒對(duì)于砷的毒性也具有強(qiáng)化的作用，其在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)了Se-S鍵的形成，即Se會(huì)與游離硫氫基進(jìn)行結(jié)合，將會(huì)對(duì)植物細(xì)胞當(dāng)中亞硝酸鹽的解毒作用進(jìn)行減弱。在該情況下，毒性的強(qiáng)化則可能是As與Se對(duì)位植物游離硫氫基作為結(jié)合對(duì)象競(jìng)爭(zhēng)所導(dǎo)致的。

3.3 鎘的拮抗

有研究人員對(duì)草莓葉片進(jìn)行噴硒實(shí)驗(yàn)，了解到硒能夠?qū)DA起到清除的作用，能夠?qū)?xì)胞膜完整性進(jìn)行保護(hù)，對(duì)重金屬離子含量進(jìn)行降低，能夠?qū)Σ葺麑?shí)、葉片對(duì)鉛與鎘的吸收進(jìn)行抑制。也有研究人員對(duì)生菜葉片進(jìn)行噴鋅以及噴硒處理，發(fā)現(xiàn)兩種方式能夠有效的降低鎘的吸收量。在植物體內(nèi)，Se是GSH-Px的活性中心，能夠在對(duì)GSH-Px誘導(dǎo)的情況下對(duì)酶保護(hù)系統(tǒng)產(chǎn)生影響。此外，也有研究人員在研究當(dāng)中發(fā)現(xiàn)，硒在應(yīng)用當(dāng)中能夠?qū)γ富钚云鸬捷^好的改善作用，對(duì)葉片當(dāng)中的葉綠素含量進(jìn)行提升，對(duì)葉片干物質(zhì)積累進(jìn)行增加，能夠?qū)︽k影響下水稻生長(zhǎng)受到的抑制性作用進(jìn)行減輕，且能夠?qū)d誘導(dǎo)超氧自由基對(duì)于水稻產(chǎn)生的損傷起到緩解作用[6]。

有研究人員根據(jù)研究發(fā)現(xiàn)了Se的趨勢(shì)：平衡Cd將會(huì)對(duì)營(yíng)養(yǎng)素進(jìn)行誘導(dǎo)使其發(fā)生變化，也能夠?qū)π←溣酌缫约坝筒说闹|(zhì)過(guò)氧化作用進(jìn)行降低。相關(guān)實(shí)驗(yàn)結(jié)論也體現(xiàn)在了馬鈴薯、黑麥草以及生菜等職務(wù)當(dāng)中。在干旱脅迫條件影響下，有研究人員發(fā)現(xiàn)通過(guò)對(duì)葉面進(jìn)行Se的噴施，能夠?qū)τ筒俗旬a(chǎn)量進(jìn)行有效的提升。此外，也有研究發(fā)現(xiàn)，外源性硒的存在能夠?qū)λ厩o葉當(dāng)中Cd積累量進(jìn)行有效的減少，實(shí)現(xiàn)Cd毒性的緩解。其原因，即Se能夠?qū)钚匝醴e累進(jìn)行減少，在對(duì)營(yíng)養(yǎng)素起到平衡作用的情況下，能夠?qū)崿F(xiàn)水稻當(dāng)中部分元素活性的提升。

4 結(jié)語(yǔ)

在上文中，我們對(duì)硒提高植物拮抗重金屬毒性的研究進(jìn)展進(jìn)行了一定的分析?？梢粤私獾?，硒確實(shí)在植物的重金屬毒害抵抗方面具有積極的作用。在未來(lái)工作中，需要進(jìn)一步強(qiáng)化該方面的研究，保證硒能夠在植物生長(zhǎng)保護(hù)方面更好的發(fā)揮作用。