亞硒酸鈉脅迫對小麥種子萌發和硒富集性能的影響

李秀啟　尹國紅　賈寶華　郝浩浩

摘要 [目的]探討小麥富硒性能和萌發特性。[方法]研究不同亞硒酸鈉濃度對小麥種子萌發特性及硒富集量的影響，分析不同小麥品種的硒富集能力差異。[結果]高濃度亞硒酸鈉脅迫小麥種子的萌發，降低種子的發芽率、發芽勢、發芽指數和活力指數;隨著Na2SeO3濃度的升高，小麥的含硒量升高。綜合考慮發芽率、發芽勢、發芽指數、活力指數及有機硒的轉化比率等指標，以Na2SeO3濃度200 mg/L處理比較適合富硒麥芽的生產;不同品種小麥對硒的富集轉化差異達極顯著水平，以蛋白質含量高的品種更有利于硒的吸收和轉化。[結論]該研究為硒營養強化小麥芽的應用和生產提供參考。

關鍵詞 亞硒酸鈉;小麥;萌發;硒富集

中圖分類號 S512.1文獻標識碼 A文章編號 0517-6611（2020）11-0161-03

Abstract [ Objective]To explore the Se enrichment and germination characteristics of wheat. [Method]Effect of sodium selenite stress on germination characteristics and Se enrichment of wheat seeds were studied，and the difference of Se enrichment ability of different wheat varieties was analyzed.[Result]High concentration of sodium selenite stressed germination of wheat seed，reduced the germination rate， germination potential， germination index and vigor index of seeds;with the increase of sodium selenite concentration， the selenium content of wheat increased;considering the indexes of germination rate， germination potential， germination index， vigor index and organic selenium conversion rate， the results showed that the treatment of sodium selenite concentration 200 mg/L was more suitable for the production of selenium rich malt;different varieties of wheat had a significant effect on the enrichment and transformation ability of selenium. The varieties with high protein content were more conducive to the absorption and transformation of selenium.[Conclusion]This research can provide reference for the application and production of selenium fortified malt.

Key words Sodium Selenite;Wheat;Germination;Se enrichment

硒是一種稀有分散性元素，1817年發現迄今已有200多年的歷史。1957年，我國科學家首先提出克山病與硒缺乏有關，現已證實，硒是生物體多種酶和蛋白質的重要組成成分，肯定了硒是人體必需的微量元素之一[1-2]。研究表明，硒與人體健康關系密切，在人體內發揮著抗氧化、增強免疫力等功能[3]。土壤硒缺乏在世界范圍內都很普遍，我國約72%的地區處于嚴重缺硒或低硒狀態，這嚴重影響人類通過食物鏈攝入硒的量[4-5]。通過人工的方法將無機硒轉化為有機硒生產富硒食品是補硒的有效手段之一。植物種子發芽轉化法是通過植物種子的發芽將無機硒轉化為有機硒，具有操作簡單、成本低廉、對環境無污染等優點。筆者以普通小麥為對象，探討了亞硒酸鈉脅迫小麥種子萌發特性及硒富集效果，旨在為富硒麥芽粉的生產應用提供技術支撐。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

供試小麥品種為鄭麥366和鄭麥004，均為濟源市農業科學院試驗地繁育材料，Na2SeO3購自濟源市宏月物質有限責任公司，智能人工氣候箱（常州儀器有限公司），CANVLION/燦獅牌芽苗盤（長寬高34.0 cm×25.0 cm×4.5 cm）。

1.2 試驗方法

1.2.1 不同硒濃度對小麥種子萌芽特性的影響。

采用單因素完全隨機設計，小麥品種為鄭麥366，設置6個Na2SeO3濃度水平，分別為0（CK）、100、200、300、400、500 mg/L，3次重復，挑選大小均勻一致、籽粒飽滿、無霉變、無病蟲害種子，用 2.0%的次氯酸鈉消毒15 min后用蒸餾水反復沖洗干凈。隨后將100粒種子放置于墊有2層濾紙的培養皿中，保持種子間距基本一樣，避免堆疊，擺放完成后，將培養皿置于智能人工氣候箱，每天用不同濃度硒溶液噴灑3次，濕度保持70%，溫度25 ℃光照培養，每天觀察種子萌發情況并記錄發芽情況。

1.2.2 不同硒濃度對小麥麥芽硒富集能力的影響。

小麥品種為鄭麥366，設置5個Na2SeO3濃度水平，分別為0（CK）、100、200、300、400 mg/L，單因素完全隨機設計，3次重復，挑選大小均勻一致、籽粒飽滿、無霉變、無病蟲害種子，用 2.0%的次氯酸鈉消毒15 min后用蒸餾水反復沖洗干凈。隨后將100 g種子放置在芽苗盤中，將芽苗盤置于智能人工氣候箱，每天用不同濃度硒溶液噴灑3次，濕度保持70%，溫度25 ℃光照培養7 d，最后1 d用蒸餾水噴灑，麥芽培養結束用蒸餾水淘洗干凈，麥芽置于70 ℃烘箱中烘干，粉碎。

1.2.3 不同小麥品種對硒富集能力的影響。

小麥品種選擇鄭麥004和鄭麥366，設置Na2SeO3濃度水平為200 mg/L，單因素完全隨機設計，3次重復，挑選大小均勻一致、籽粒飽滿、無霉變、無病蟲害種子，用 2.0%的次氯酸鈉消毒15 min后用蒸餾水反復沖洗干凈。隨后將100 g種子放置芽苗盤中，將芽苗盤置于智能人工氣候箱，每天噴灑硒溶液3次，濕度保持70%，溫度25 ℃，光照培養7 d，最后1 d用蒸餾水噴灑，麥芽培養結束用蒸餾水淘洗干凈，麥芽置于70 ℃烘箱中烘干，粉碎。

1.3 測定項目與方法

1.3.1 種子發芽指標。

以種子露白作為發芽標志，每天定時觀察、記錄種子萌發數量，測量根生長長度，根長單位為mm。根據每天種子發芽數量計算發芽勢、發芽率、發芽指數、活力指數。

發芽率（GP）=（第7天發芽種子數/測試種子總數）×100%

發芽勢（GE）=（第4天發芽種子數/測試種子總數）×100%

發芽指數（GI）=∑（Gt/Dt）

式中，Dt是指相應發芽天（Dt）數，Gt是指在不同發芽天（t天）的發芽種子數。

活力指數（VI）=GI×根長[6]

1.3.2 小麥及麥芽指標檢測。

小麥蛋白質含量采用凱氏定氮法檢測（GB 5009.5—2016）;麥芽總硒檢測采用電感耦合等離子體質譜法（GB 5009.93—2017）;有機硒含量采用差減法，即總硒含量減去無機硒含量等于有機硒含量（DBS 42/002—2014）。

1.4 數據分析

試驗數據利用IBM SPSS Statistics 20及Microsoft Excel 2003進行處理。

2 結果與分析

2.1 不同硒濃度對小麥種子萌芽特性的影響

適量的硒促進植物生長，過量的硒抑制或毒害植物生長，表現為植物正常生長發育受到抑制[7]。由表1可知，不同硒濃度處理小麥種子發芽率、發芽勢、發芽指數及活力指數與對照差異達極顯著水平，說明Na2SeO3濃度大于100 mg/L對小麥種子的萌發產生脅迫作用，特別是Na2SeO3濃度大于300 mg/L時脅迫作用更為明顯。Na2SeO3濃度100 mg/L處理與200 mg/L處理小麥種子4項萌芽指標差異達顯著水平，未達極顯著水平，Na2SeO3濃度200 mg/L時小麥種子發芽率大于80%，種子萌發雖然受到脅迫，但整體發芽率未明顯下降，與Na2SeO3濃度300 mg/L相比小麥種子活力指數下降了45%，表明Na2SeO3濃度大于200 mg/L對麥芽生長的抑制作用更大。

2.2 不同硒濃度對小麥麥芽硒富集能力的影響

由圖1可知，隨著Na2SeO3濃度的升高，小麥麥芽中總硒含量、有機硒含量呈相同的變化規律。低于300 mg/L時，隨著Na2SeO3濃度的升高，小麥麥芽中的含硒量直線升高;高于300 mg/L時，小麥的含硒量升高不明顯;小麥發芽時總硒含量和有機硒含量基本相當，說明小麥在發芽過程中利用無機硒轉化有機硒效率高，是轉化有機硒的一條有效途徑。

2.3 不同小麥品種對硒富集能力的影響

鄭麥004為弱筋品種，經檢測蛋白質含量為119 g/kg，鄭麥366為強筋小麥，經檢測蛋白質含量為137 g/kg。由表2可知，不同小麥品種硒富集能力差別較大，鄭麥366較鄭麥004總硒和有機硒提高54.88%和54.84%，經t檢驗分析，鄭麥366和鄭麥004總硒含量和有機硒含量差異均達極顯著水平（P<0.01）。

3 結論與討論

植物芽生長代謝旺盛，利用其生理代謝將吸收的無機硒轉化為有機硒的方法具有營養轉化快、轉化率高的特點，且該種方法產生的有機硒含量占總硒量的比例高，補硒效果好。因此，國內有不少關于富硒麥芽的研究[8-10]。種子發芽率、發芽勢、發芽指數和活力指數是評價種子發芽常用的指標，反映了種子發芽速度、發芽整齊度和幼苗健壯的潛勢[11]。該試驗結果表明，不同硒濃度處理小麥種子發芽率、發芽勢、發芽指數和活力指數與對照相比差異都達極顯著水平，高濃度的Na2SeO3對小麥種子的萌發產生脅迫作用，特別是Na2SeO3濃度大于300 mg/L時脅迫作用更明顯。不同硒濃度處理麥芽試驗中，低于300 mg/L時，隨著Na2SeO3濃度的升高，小麥的含硒量直線升高;高于300 mg/L時，小麥的含硒量升高不明顯。綜合考慮發芽率、發芽勢、發芽指數、活力指數及有機硒的轉化比率等指標，以Na2SeO3濃度200 mg/L處理比較適合富硒麥芽的生產。硒處理后小麥籽粒中的硒主要以有機態形式存在，其中硒代蛋氨酸所占總硒含量的比例最高，其次為甲基硒半胱氨酸和硒代半胱氨酸[12]。不同品種小麥對硒的富集轉化能力影響極為顯著，以蛋白質含量高的品種更為有利于硒的吸收和轉化。

總之，通過種子萌發過程進行硒營養強化，可以滿足人們對富硒產品的需求，最終有助于人體健康和功能農業的發展。如何通過種子發芽萌發工藝開發更多硒營養強化小麥制品等有待更為深入的研究。

參考文獻

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