《水稻根際硒形態轉化及吸收轉移機理研究》是依託中國農業大學，由李花粉擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：水稻根際硒形態轉化及吸收轉移機理研究
- 依託單位：中國農業大學
- 項目負責人：李花粉
- 項目類別：面上項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
硒是人體必需的微量營養元素，然而硒有益和有害的濃度範圍非常狹窄，植物體硒水平的高低直接影響著人和動物的健康安全，因此了解植物吸收硒的機制及其影響因素對於硒的生物強化和人體健康非常重要。硒以硒酸鹽、亞硒酸鹽或有機態被植物吸收，土壤中亞硒酸鹽和硒酸鹽是對植物最有效的兩種形態。本研究選用我國消費量比較大的糧食作物水稻作為試驗材料，採用營養液、瓊脂和土壤培養方式，通過HPLC-ICP-MS形態分析技術，研究水稻根際的氧化還原過程對硒形態轉化的影響以及水稻根表鐵氧化物膠膜對硒的吸附沉澱過程。探討硒酸鹽與亞硒酸鹽共存時的相互作用機制，揭示根表鐵氧化物膠膜的形成控制硒離子進入植物體的機制，為硒的生物強化和食品安全提供理論依據。
結題摘要
水稻是我國主要的糧食作物，是人體攝入硒營養元素的重要食物來源。而水稻作為漬水作物，在淹水條件下根表能夠形成鐵氧化物膠膜。本項目通過土壤-石英砂聯合培養、土壤培養和營養液培養以及土壤溶液提取裝置研究了水稻根表鐵膜的形成對土壤中硒的形態轉化及植物吸收硒的影響。試驗結果表明水稻根表鐵膜能夠影響水稻根系對硒的吸收，根表鐵膜上硒的含量與鐵膜的數量成正比，且鐵膜對亞硒酸鹽的吸附能力較強。在土壤溶液硒含量較高時，根表鐵膜能夠阻礙水稻根系對硒的吸收；而當土壤溶液硒含量很低時，根表鐵膜能夠作為硒源，鐵膜上的硒可以被水稻根系重新吸收利用。往土壤中添加硒顯著提能夠高土壤溶液中硒的濃度，尤其是以硒酸鹽形式添加，且在淹水條件下，土壤溶液中的硒主要以硒酸鹽形式存在。另外，水稻根表鐵膜的存在影響根系對硒酸鹽和亞硒酸鹽的吸收動力學，根表鐵膜的存在促進根系對硒的吸收，且水稻根系對亞硒酸鹽的吸收潛力大於硒酸鹽。當營養液中硒酸鹽和亞硒酸鹽共存時，亞硒酸鹽的存在促進了水稻根系對硒酸鹽的吸收以及硒向地上部的遷移，而硒酸鹽抑制了水稻根系對亞硒酸鹽的吸收，但抑制效果不明顯。另外，硒在植株體內轉移及分布主要取決於環境中硒的形態，水稻根系吸收的硒酸鹽很快向地上部遷移，吸收的亞硒酸鹽則大部分累積在根部。在不同類型的土壤上，不同形態硒的有效性不同，在pH值低的酸性紅壤上硒酸鹽的有效性更高，而在pH值高的黑土和灰鈣土上亞硒酸鹽的有效性更高。土壤中添加秸稈和硒肥時能夠顯著提高水稻籽粒中硒的含量。上述研究成果揭示了水稻根表鐵膜對硒的吸收和轉運機制以及水稻對硒酸鹽和亞硒酸鹽的吸收動力學機制，研究結果為水稻硒的生物強化和食品安全提供理論依據。
