彎曲碎米薺耐硒能力的研究

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液對彎曲碎米薺進行培養，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年湖北省戰略性新興（支柱）產業人才培養項目（編號：2013029）；2014年度湖北省本科高校“專業綜合改革”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發現的壺瓶碎米薺[8]是迄今為止發現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。可溶性多糖相對含量分析：參考文獻[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數據分析

試驗數據采用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

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

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，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。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

根據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無機硒向有機硒的轉化具有較高的開發利用價值。

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