外源硒对水稻镉胁迫的缓解效应
采用溶液培养，研究外源四价硒(Se(IV))对不同浓度镉(Cd)胁迫下水稻抗氧化酶和非蛋白巯基物质的影响。结果表明，Cd不影响水稻对Se的吸收，但会影响Se在水稻体内的分布，显著减少了Se向地上部的转运。低浓度Cd胁迫(0.5μM)时外源Se(IV)对Cd的积累分布影响不大，但在高浓度Cd胁迫(5.0μM)时外源Se(IV)会显著减小水稻对Cd的吸收以及向地上部的转运。Cd、Se复合处理会诱导增加水稻根部非蛋白巯基(NPT)含量，减少地上部的膜脂过氧化程度。不过由于本实验Cd、Se处理浓度较低，各处理水稻地上部总抗氧化容量（T—AOC）差异不显著，且水稻生物量也未受影响。
目录
摘要1
关键词1
Abstract1
Key words1
引言2
1 材料与方法2
1.1 植物培养和试剂2
1.2 胁迫实验2
1.3 元素含量测定2
1.4 抗氧化酶类活性、可溶性蛋白含量、膜脂过氧化程度和总抗氧化容量的
测定2
1.5 数据统计分析3
2 结果与分析3
2.1 外源Se对水稻Cd处理生长指标的影响3
2.2 Se、Cd对抗氧化酶活性和非蛋白巯基物质的影响3
2.2.1不同Se、Cd处理对水稻叶片膜脂过氧化作用的影响3
2.2.2 Se、Cd胁迫对水稻叶片SOD、CAT、POD活性影响3
2.2.3 不同Se、Cd处理对水稻叶片非蛋白巯基物质的影响5
3 讨论5
致谢6
参考文献6
外源硒对水稻镉胁迫的缓解效应
引言
水稻是我国的重要粮食作物之一，随着我国经济社会的快速发展，稻田土壤Cd污染日趋严重。镉（Cd)是一种重金属元素，与其他非必需元素相比，Cd 具有更强的从土壤向植物迁移的能力，极易被植物吸收并积累，超过一定限度严重影响作物的产量和品质，进而严重威胁人类健康[1]。因此，寻找减少水稻吸收和转运Cd的途径非常重要。硒(Se)是多种酶和蛋白质的重要组成成分，是一种人体所必需的微量元素，在0.1ppm以内，是有益于人体健康的 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072*
。它具有提高人体免疫力、抗衰老、预防癌变等功能，而缺Se会导致克山病、大骨节病等疾病，危害人体健康[2]。而世界上绝大多数稻米Se的含量低于人体的营养需求[3]。
水稻是一种容易吸收和累积Cd的作物[4]，许多学者对稻田土壤Cd活性变化、水稻Cd吸收转运以及营养元素抑制Cd吸收等方面进行了研究[5，6，7，8，9]，Zhou et al.(2007)[10]、Zhang et al.(2012)[9]等也指出，在水稻根际 Eh 较高的条件下，溶液中的 Fe(II)氧化，并在根表面沉淀形成 Fe 膜，可对 Se 产生较强的吸附作用。因此，在水稻根系表面Fe膜上可能出现Cd、Se对吸附位的竞争。另外,Shanker (1996)[11]也曾指出，Se 和 Cd 能够在根外形成不溶的复合物(CdxSey)或者溶解度较低CdSeO3，因此增 Se 可能减少水稻根部 Cd 的含量。Fujimaki et al. (2010)等[12]的研究表明，其中 Cd 与巯基物质(如谷胱甘(GSH)、植物螯合肽(PC)等)络合后运输至液泡是水稻根部 Cd 钝化的主要机制。李正文等（2003）[13]通过多个水稻品种籽粒Cd、Se含量的测定，发现两种元素之间的负相关关系，正是这个结果，为通过增强水稻Se营养来解除Cd的积累和毒性提供了一项新的选择。本实验以水稻为材料，通过溶液培养，旨在探讨外源Se对水稻Cd胁迫下的生长、生理变化，以揭示外源Se对水稻Cd胁迫的缓解效应机制。
1 材料与方法
1.1植物培养和试剂
水稻（Oryza sativa L.）品种为K优818，选取饱满的种子，先用15%的双氧水浸泡30min消毒，洗净后用去离子水浸种24h。于38℃黑暗中破胸24h后32℃催芽，3d之后接受光照（日：32℃ 12h；夜：28℃ 12h）。水培营养液参照国际水稻研究所（IRRI）推荐的标准配置。
1.2 胁迫试验
将水稻幼苗培养至3叶期时移栽到塑料桶中培养，培养45d后将水稻幼苗分成6组，添加处理液，设置5个处理组：（1）+0.5 Cd;（2）+5.0 Cd;（3）+ 0.1 Se;（4）+0.5 Cd+0.1 Se;（5）+5.0 Cd+0.1 Se（单位μM），和一个对照组，其中处理组中Cd以CdCl2形式加入，Se(IV)以Na2SeO3形式加入，对照组水稻为正常培养。处理9d后收获，用预冷的0.5mMCaCl2溶液浸泡水稻根部15min以除去根表吸附的Se、Cd，将收获的样品分为地上部和地下部，液氮速冻后备用。
1.3 元素含量测定
分别将收获的水稻的地上部和地下部用去离子水洗净且用吸水纸吸干水分后放入烘箱105℃杀青15min，再调至70℃烘干至恒重。将烘至恒重的水稻干样剪碎后用HNO3 和HClO4 体积比4:1配制而成的混合溶液消解，再加浓盐酸还原定容。Se含量用AFS920型双道原子荧光光度计（北京吉天仪器有限公司）测定，Cd含量用ICPAES（PerkinElmer Optimal 2100DV）测定。
1.4 抗氧化酶类活性、可溶性蛋白含量、膜脂过氧化程度和总抗氧化容量的测定
取地上部鲜样0.5g左右，用5mL提取液(0.05M磷酸盐缓冲液，pH 7.8)匀浆后离心10min，所有操作均在4℃下进行。上清液为粗酶液，并用于测定可溶性蛋白。SOD测定参考氮蓝四唑法[14]，以抑制NBT光化还原的50%为一个酶活性单位(U)。过氧化氢酶CAT参考紫外吸收法法[14]，此方法基于过氧化氢的水解造成其吸光值在240nm处的变化，以1min内240nm处吸光值减少0.01为一个酶活性单位(U)。过氧化物酶POD的测定[14]依靠其催化产物过氧化氢把愈创木酚氧化成茶褐色产物，该产物在470nm有最大光吸收，故以1min内470nm处吸光值变化(升高)0.01为一个酶活性单位(U)。可溶性蛋白含量测定参考考马斯亮蓝法[14]。所有酶的比活力单位均为U/mg protein。膜脂过氧化用比色法[14]测定硫代巴比妥酸反应物(TBARS)的总量来计算，单位是nmol/g fresh weight。
目录
摘要1
关键词1
Abstract1
Key words1
引言2
1 材料与方法2
1.1 植物培养和试剂2
1.2 胁迫实验2
1.3 元素含量测定2
1.4 抗氧化酶类活性、可溶性蛋白含量、膜脂过氧化程度和总抗氧化容量的
测定2
1.5 数据统计分析3
2 结果与分析3
2.1 外源Se对水稻Cd处理生长指标的影响3
2.2 Se、Cd对抗氧化酶活性和非蛋白巯基物质的影响3
2.2.1不同Se、Cd处理对水稻叶片膜脂过氧化作用的影响3
2.2.2 Se、Cd胁迫对水稻叶片SOD、CAT、POD活性影响3
2.2.3 不同Se、Cd处理对水稻叶片非蛋白巯基物质的影响5
3 讨论5
致谢6
参考文献6
外源硒对水稻镉胁迫的缓解效应
引言
水稻是我国的重要粮食作物之一，随着我国经济社会的快速发展，稻田土壤Cd污染日趋严重。镉（Cd)是一种重金属元素，与其他非必需元素相比，Cd 具有更强的从土壤向植物迁移的能力，极易被植物吸收并积累，超过一定限度严重影响作物的产量和品质，进而严重威胁人类健康[1]。因此，寻找减少水稻吸收和转运Cd的途径非常重要。硒(Se)是多种酶和蛋白质的重要组成成分，是一种人体所必需的微量元素，在0.1ppm以内，是有益于人体健康的 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072*
。它具有提高人体免疫力、抗衰老、预防癌变等功能，而缺Se会导致克山病、大骨节病等疾病，危害人体健康[2]。而世界上绝大多数稻米Se的含量低于人体的营养需求[3]。
水稻是一种容易吸收和累积Cd的作物[4]，许多学者对稻田土壤Cd活性变化、水稻Cd吸收转运以及营养元素抑制Cd吸收等方面进行了研究[5，6，7，8，9]，Zhou et al.(2007)[10]、Zhang et al.(2012)[9]等也指出，在水稻根际 Eh 较高的条件下，溶液中的 Fe(II)氧化，并在根表面沉淀形成 Fe 膜，可对 Se 产生较强的吸附作用。因此，在水稻根系表面Fe膜上可能出现Cd、Se对吸附位的竞争。另外,Shanker (1996)[11]也曾指出，Se 和 Cd 能够在根外形成不溶的复合物(CdxSey)或者溶解度较低CdSeO3，因此增 Se 可能减少水稻根部 Cd 的含量。Fujimaki et al. (2010)等[12]的研究表明，其中 Cd 与巯基物质(如谷胱甘(GSH)、植物螯合肽(PC)等)络合后运输至液泡是水稻根部 Cd 钝化的主要机制。李正文等（2003）[13]通过多个水稻品种籽粒Cd、Se含量的测定，发现两种元素之间的负相关关系，正是这个结果，为通过增强水稻Se营养来解除Cd的积累和毒性提供了一项新的选择。本实验以水稻为材料，通过溶液培养，旨在探讨外源Se对水稻Cd胁迫下的生长、生理变化，以揭示外源Se对水稻Cd胁迫的缓解效应机制。
1 材料与方法
1.1植物培养和试剂
水稻（Oryza sativa L.）品种为K优818，选取饱满的种子，先用15%的双氧水浸泡30min消毒，洗净后用去离子水浸种24h。于38℃黑暗中破胸24h后32℃催芽，3d之后接受光照（日：32℃ 12h；夜：28℃ 12h）。水培营养液参照国际水稻研究所（IRRI）推荐的标准配置。
1.2 胁迫试验
将水稻幼苗培养至3叶期时移栽到塑料桶中培养，培养45d后将水稻幼苗分成6组，添加处理液，设置5个处理组：（1）+0.5 Cd;（2）+5.0 Cd;（3）+ 0.1 Se;（4）+0.5 Cd+0.1 Se;（5）+5.0 Cd+0.1 Se（单位μM），和一个对照组，其中处理组中Cd以CdCl2形式加入，Se(IV)以Na2SeO3形式加入，对照组水稻为正常培养。处理9d后收获，用预冷的0.5mMCaCl2溶液浸泡水稻根部15min以除去根表吸附的Se、Cd，将收获的样品分为地上部和地下部，液氮速冻后备用。
1.3 元素含量测定
分别将收获的水稻的地上部和地下部用去离子水洗净且用吸水纸吸干水分后放入烘箱105℃杀青15min，再调至70℃烘干至恒重。将烘至恒重的水稻干样剪碎后用HNO3 和HClO4 体积比4:1配制而成的混合溶液消解，再加浓盐酸还原定容。Se含量用AFS920型双道原子荧光光度计（北京吉天仪器有限公司）测定，Cd含量用ICPAES（PerkinElmer Optimal 2100DV）测定。
1.4 抗氧化酶类活性、可溶性蛋白含量、膜脂过氧化程度和总抗氧化容量的测定
取地上部鲜样0.5g左右，用5mL提取液(0.05M磷酸盐缓冲液，pH 7.8)匀浆后离心10min，所有操作均在4℃下进行。上清液为粗酶液，并用于测定可溶性蛋白。SOD测定参考氮蓝四唑法[14]，以抑制NBT光化还原的50%为一个酶活性单位(U)。过氧化氢酶CAT参考紫外吸收法法[14]，此方法基于过氧化氢的水解造成其吸光值在240nm处的变化，以1min内240nm处吸光值减少0.01为一个酶活性单位(U)。过氧化物酶POD的测定[14]依靠其催化产物过氧化氢把愈创木酚氧化成茶褐色产物，该产物在470nm有最大光吸收，故以1min内470nm处吸光值变化(升高)0.01为一个酶活性单位(U)。可溶性蛋白含量测定参考考马斯亮蓝法[14]。所有酶的比活力单位均为U/mg protein。膜脂过氧化用比色法[14]测定硫代巴比妥酸反应物(TBARS)的总量来计算，单位是nmol/g fresh weight。
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