饲用苎麻对硒富集转运特性及其基因型差异与机理研究

Selenium (Se) is an essential micronutrient for human beings and animals that has received considerable attention. The growth and development of human beings and animals is influenced strongly as it is shortage. The human beings and the animals gain Se from plants directly or indirectly. As the most promising high-quality plant protein feed, ramie, there is little knowledge on its plant tissue Se content and accumulation and its genotypic difference in accumulating Se. In order to illustrate the characteristic of Se absorption, accumulation, and translocation in ramie plant and explore how the selenium fertilizer influences the growth and development of ramie plant, the current study will reveal whether ramie is Se-enrichment plant or not depending on the correlation between soil Se content and plant tissue Se content in ramie planting region and illustrate the characterize of Se absorption, accumulation and translocation by hydroponics experiment. Furthermore, 26 ramie varieties that are suit for being forage will be employed to illustrate the responses of nutritive peculiarity, physiology and biochemistry, forage quality, and biomass yield to selenium fertilizer in different genotypes and to select the most Se-enrichment ramie variety among them.

硒元素是动物和人体生长发育必须的微量元素，该元素缺乏对动物和人体具有严重的影响，而动物和人体直接或间接通过植物获得，作为南方最具有潜力的优质植物性蛋白饲料—苎麻，其植株体内各器官硒元素含量、累积量以及不同基因型饲用苎麻对硒元素的聚积能力均无报道。为了探索饲用苎麻对硒元素吸收累积特点，明确苎麻聚硒能力以及揭示不同基因型苎麻对硒聚积能力的差异与机理，本项目通过研究不同产地、不同品种苎麻体内硒含量，结合土壤对其的影响作用，同时利用水培方法研究饲用苎麻对硒元素吸收累积特点以及转运特征，明确苎麻对硒的富集转运能力以及确定苎麻为聚硒植物或非聚硒植物；并且选取饲用品质优良和中等的26个苎麻品种为研究对象，通过根部蔸施纳米硒肥，揭示不同基因型饲用苎麻对硒元素的聚积能力，筛选出聚硒能力强的饲用苎麻品种，旨在为选育高品质饲用苎麻品种和提高苎麻饲用价值提供理论依据和技术支撑。

硒是动物和人体生长发育必需的微量元素，该元素缺乏对动物和人体具有严重的影响，而动物和人体直接或间接通过植物获得，作为南方最具有潜力的优质植物性蛋白饲料—苎麻，其植株体内各器官硒元素含量、累积量以及不同基因型饲用苎麻对硒元素的聚积能力均无报道。为了探索饲用苎麻对硒元素吸收累积特点，明确苎麻聚硒能力以及揭示不同基因型苎麻对硒聚积能力的差异与机理，本项目通过研究不同产地、不同品种苎麻体内硒含量，结合土壤对其的影响作用，同时利用水培方法研究饲用苎麻对硒元素吸收累积特点以及转运特征，明确苎麻对硒的富集转运能力以及确定苎麻为聚硒植物或非聚硒植物；并且通过根部蔸施硒肥，揭示不同基因型饲用苎麻对硒元素的聚积能力，筛选出聚硒能力强的饲用苎麻品种。结果表明:(1)不同产地、不同品种苎麻植株Se含量在0.012～4.330 mg kg-1范围内，并且通过水培试验表明苎麻硒含量范围为21.5 mg kg-1～1452.1 mg kg-1，但当植株器官中的硒含量超过457.8 mg kg-1时，硒元素对苎麻造成致命性毒害，故苎麻为非聚硒植物。（2）苎麻对Se+6和Se+4吸收累积特点以及转运特征有所不同。苎麻易吸收Se+6，且分配比例依次为叶部（44.4%）>根部（40.0%）>茎部（15.6%）；而吸收Se+4能力较弱，且分配比例依次为根部（76.4%）>茎部（19.8%）>叶部（3.8%）。同时，低浓度条件下（e.g.≤10 mol L-1），苎麻对Se+6有效利用率高于Se+4；而高浓度条件下（e.g.≥50 mol L-1），苎麻对Se+6有效利用率略低于Se+4，且均随着浓度的升高逐渐降低。但相同浓度条件下Se+6 较Se+4 容易造成苎麻植株的毒害，尤其是高浓度条件下，故选用Se+4作为硒元素来源更为安全。（3）通过聚类分析饲用品质优良和中等的19个苎麻品种的硒含量和吸收系数，筛选出大叶胖麻和宁都野麻为硒富集力强的饲用苎麻品种。（4）两年大田试验表明，不同施硒量对饲用苎麻茎叶生物量无显著性影响，但对苎麻饲用品质和养分吸收有显著性影响。适宜的施硒量能够改善苎麻饲用品质以及提高Se、N、P、K和Ca的含量。综合考虑，大田施硒量为0.25 kg Se ha-1～0.50 kg Se ha-1时不影响苎麻茎叶生物量的同时能够改善苎麻饲用品质和营养元素，并且显著提高苎麻茎叶中硒含量。