油菜集累硒的规律及其含硒组分的初步分离

摘要

该文以油菜为对象,运用多种生理生化手段,从多侧面、全方位地进行了硒应用于油菜栽培及品质改良作用的系统研究.试验以中油杂二号品种为主要研究对象,采用土培、土培与水培相结合栽培,用原子吸收分光光度法作为硒含量的检测手段,系统研究了油菜苗期对硒的吸收、积累、分布的动态;对环境硒的耐受能力;不同供硒水平对油菜生长发育、干物质及硒累积量及动态、生物产量、含硒量的影响;不同供硒水平的油菜的根系氧化还原能力、叶片叶绿素含量、蛋白质含量、氨基酸含量分析;硝酸还原酶、过氧化物酶、超氧化物歧化酶的活性测定;脂质过氧化产物丙二醛及植物抗性指标脯氨酸含量的测定;用分级盐析沉淀法进行了从油菜中提取分离含硒蛋白的探索;对油菜中硒的赋存形态进行了探讨.结果表明:油菜对环境中的硒有一定生物富集作用,使富集硒的浓度超过环境硒浓度(即便在高硒环境也是如此),其富集作用随植株生长发育而增强;根系吸收的硒经同化被运送到各个器官积累,各器官的含硒量亦随该器官的生长而提高,苗期各器官的含硒量依次为:根系>叶片>茎,植株从环境中吸收的无机硒被同化转化为有机态硒;油菜中硒有不同的赋存形态及分布,硒在水溶性生物大分子中的分布为:籽粒中:蛋白质>多糖>核酸,不同类型的蛋白质结合硒量为:盐溶蛋白>水溶蛋白>醇溶蛋白>碱溶蛋白;叶片中:蛋白质结合硒较少,在一定补硒浓度范围内,随着生长发育和土壤持硒能力升高而增强.硒对油菜的生物效应符合微量元素生物效应剂量规律,硒浓度范围在(土培<21.0mgSe.kg<'-1> soil,水培<15.0mgSe.L<'-1>)时随着硒浓度的增加,根系氧化还原能力、叶绿素含量、蛋白质含量提高;过氧化产物丙二醛的含量降低;能显著促进油菜生长发育,维持旺盛的生长活力,延缓衰老,增强抗逆性,提高植物硒含量,有明显的增产和改善营养品质的效果;随硒浓度的进一步提高上述诸项指标逆转,对油菜生长产生毒害作用.经过对多种提取分离措施的筛选,建立起分级盐析沉淀从油菜蛋白质中分离含硒蛋白组分的分离分组方法,为进一步纯化含硒蛋白提供了依据和基础.根据该研究结果,结合他人在油菜硒研究方面的工作,作者认为:(1)补硒栽培是提高油菜产量、改进品质的重要措施,建议把硒作微肥在广大的缺硒和低硒地区推广,以此来改良农牧业生产的硒生态环境,提高植物硒营养水平;(2)硒在油菜体内发挥重要的生理生化作用,可能是油菜必需的微量营养元素;(3)充分利用高硒地区丰富的生物硒资源,开发硒含量准确的硒治疗助剂和各类补硒保健产品,为治疗和预防缺硒相关疾病,提供高利用度无毒副作用的硒生物制品,使高硒地区的宝贵富硒植物资源得以开发增值,可促进地方经济发展,保障人类健康.

目录

文摘

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独创性声明和关于论文使用授权的说明

第一章微量元素硒的研究综述

1.1引言

1.2硒的无机化学与分布

1.2.1硒的形态、特点及主要工业用途

1.2.2硒在自然环境中的分布

1.3硒的生物学功能

1.3.1硒的营养生物学功能

1.3.2抗病毒感染和真菌病害

1.4硒与癌症

1.4.1硒能抑制癌细胞生长及其DNA、RNA和蛋白质的合成

1.4.2硒能干扰致癌物质代谢

1.4.3硒与人、畜癌症的关系

1.5硒的毒性及解毒生物功能

1.6硒的生物化学与分子生物学研究进展

1.6.1含硒生物大分子

1.6.2有机小分子硒化合物

1.6.3生物合成硒蛋白的机制

1.7硒在高等植物生命活动中的作用研究进展

1.7.1植物在自然界硒循环中的地位

1.7.2植物对硒的吸收与代谢

1.7.3硒在植物体内的生理生化作用

1.7.4硒对植物生长发育的影响

1.8富硒产品的开发研究进展

1.8.1硒肥的开发

1.8.2富硒绿色食品的开发

1.8.3含硒药物的开发

1.9本研究的选题依据

第二章 硒在油菜中生理生化作用及与生长发育的关系

2.1前言

2.2材料与方法

2.2.1主要试剂及仪器

2.2.2试验材料与方法

2.2.3试验设计及主要农艺措施

2.2.4分析测定指标及方法

2.3结果分析

2.3.1不同浓度硒处理对油菜种子萌发的影响

2.3.2不同浓度硒处理对油菜苗期生长发育的影响

2.3.3硒对油菜农艺及经济性状的影响

2.3.4硒对油菜根系发育及其氧化还原能力的影响

2.3.5硒对油菜叶片蛋白质及氨基酸含量的影响

2.3.6硒对油菜叶片色素含量的影响

2.3.7不同浓度硒对油菜脯氨酸和丙二醛的影响

2.3.8不同浓度硒对油菜的几种酶的活性的影响

2.4讨论

2.4.1硒影响油菜生长发育的作用规律

2.4.2适量补充硒肥是提高作物产量改善品质的重要农艺措施

2.4.3硒与植物抗逆性的关系

第三章油菜苗期富集硒动态及能力

3.1 前言

3.2材料与方法

3.2.1主要试剂及仪器

3.2.2供试油菜品种

3.2.3栽培土壤及处理方法

3.2.4试验设计与主要农艺措施

3.2.5取样及样品预处理

3.2.6硒含量分析方法

3.3结果分析

3.3.1不同浓度硒处理与油菜苗期富集硒的关系

3.3.2油菜苗期不同生长时期对硒的生物富集动态

3.3.3油菜苗期全生育期干物质与硒的累积的关系

3.3.4油菜生物富集硒的器官分布动态

3.4讨论

3.4.1油菜对硒的生物富集作用特点

3.4.2科学合理使用硒肥有利于农牧业生产

3.4.3油菜的耐硒能力及其与环境的关系

第四章油菜硒蛋白的分离及其硒赋存形态

4.1 前言

4.2材料与方法

4.2.1富硒油菜籽和叶片样品的获得和预处理

4.2.2主要试剂与仪器

4.2.3核酸硒的提取及测定

4.2.4多糖硒的提取与测定

4.2.5油菜中蛋白质硒和非蛋白质硒含量测定

4.2.6水溶性蛋白质的提取、纯化及硒含量测定

4.2.7盐溶性蛋白质的提取、纯化及硒含量测定

4.2.8醇溶性蛋白质的提取、纯化及硒含量测定

4.2.9碱溶性蛋白质的提取、纯化及硒含量测定

4.2.10蛋白质中硒的分布研究

4.2.11硒含量的测定

4.3结果与分析

4.3.1油菜中多糖硒和核酸硒的分布

4.3.2油菜中蛋白质硒含量的分析

4.3.3油菜蛋白质组分中硒含量的分布

4.3.4油菜籽可溶性蛋白质中硒含量及分布

4.3.5油菜籽中各盐析蛋白质组分及其含硒比例

4.4讨论

4.4.1油菜集硒形态及分布

4.4.2油菜含硒组分的分离方法

第五章结论

参考文献

致谢

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