土壤—植物系统中硒营养的研究进展

摘要：硒作為人类和动物的必需微量元素之一，也是植物生长发育不可缺少的营养元素，但硒缺乏和硒污染均会对生态环境和人类健康造成严重威胁。文章从硒的生物学功能、硒在人体中的作用及其含量安全标准、土壤中硒的含量及有效性、植物中硒的含量及吸收转运、硒与磷、硫的营养关系等进行综述，提出今后应加强土壤硒形态及形态转变、硒蛋白及含硒氨基酸分离和纯化、植物体内硒的生理生化作用机制及农作物富硒机理研究；同时，应从筛选富硒突变体入手，优选出富硒的植物新品种，为更好地开发和利用硒资源提供参考依据。

关键词： 硒；土壤—植物系统；有效性；含量；分布；吸收转运

中图分类号： S143.79 文献标志码：A 文章编号：2095-1191（2016）05-0649-08

Abstract：As one of essential trace elements to human and animals and also an indispensable element in plant growth and development， selenium has become the focus of people’s research. Lack of selenium and selenium pollution can cause a serious threat to the ecological environment and human health. The present study summarized biological functions of selenium， safe content and limit function of selenium in human body， selenium content and distribution in soil， form and effective factors， selenium content and existing form in plants， selenium absorption and transportation in plants， trophic interaction between selenium and any of phosphorus and sulphur. Based on above research progress of selenium nutrition， some researches were further strengthened， including form and its transformation of selenium in soil， isolation and purification of selenoprotein and seleno amino acid， physiological and biochemical mechanism of selenium in plants， and selenium eichment mechanism of crops. Furthermore， the researchers should start from screening of selenium-eiched mutants， so as to select new varieties of plants， in order to provide reference for development and utilization of selenium resources.

Key words： selenium； soil-plant system； effectiveness； content； distribution； absorption and transportation

0 引言

硒（Se）位于元素周期表第四周期Ⅵ A族，原子量78.96，由瑞典化学家J■ns Jacob Berzelius于1817年发现。最初，硒被认为是有毒元素，至20世纪70年代后，国内外一些专家学者发现硒是谷胱甘肽过氧化物酶（GSH-Px）的活性成分、有机体的保护因子，能有效预防克山病等，有关硒元素的研究才转移到营养功能方面（王云等，1995；Kaur et al.，2014）。1973年，世界卫生组织宣布硒为人类和动物生命中所必需的微量元素，对人类和动物的抗氧化系统起关键作用（Pieczy■ska and Grajeta， 2015）。硒在维持机体正常生理功能、细胞抗氧化系统中发挥重要作用，具有防癌、抗癌、清除自由基、抗氧化、保护细胞膜、增强机体免疫力等功效（Pieczy■ska and Grajeta， 2015）。人体和动物对硒的反应较敏感，硒过剩或硒摄入不足均易引发疾病，如摄入过量可引起生殖力下降、高畸胎率，甚至导致癌症（Parker et al.， 2003）；而硒缺乏可加速机体衰老，或导致癌症、心血管疾病（克山病）、骨关节退化紊乱症（大骨病）、白肌病及40多种流行性地方病（■vila et al.， 2014）。人体所需要的硒主要来自于食物，在吸收利用率及安全性方面，有机硒高于无机硒，而植物性硒源又高于动物性硒源（张驰等，2002）。土壤是硒元素最重要的来源，土壤中的硒通过植物吸收转移到食物链而进入人体，从而发挥其重要的生物学作用。因此，深入了解土壤中硒的含量、形态及植物吸收硒的形式和机理对人体和动物健康补硒尤为重要。本研究对硒的生物学功能、土壤中硒的形态转化、植物对硒的吸收转运等方面进行综述，以期为更好地开发和利用硒资源提供理论参考。

1 硒的生物学功能

自从20世纪50年代首次证实硒是生物体生命活动中的一种必需微量元素以来，其生物学研究已有近50年历史。随着研究的不断深入，发现硒对植物的作用非常重要且广泛，植物体内的硒主要以硒蛋白、硒核酸、硒多糖等生物大分子及硒代半胱氨酸、硒代蛋氨酸等生物小分子形态存在，除了能提高植物体抗氧化作用外，在促进生物体蛋白质形成、提高植物环境胁迫性、调控植物生理指标、拮抗重金属等方面也发挥着重要作用。