菜用黄麻不同生育期各部位有机硒的分布特性

侯文焕 唐兴富 廖小芳 李初英 赵艳红

摘要：【目的】探究菜用黄麻不同生育期各部位有机硒的分布特性，為富硒菜用黄麻生产提供理论依据与技术指导。【方法】以圆果种菜用黄麻品种桂麻菜1号和桂麻菜2号为试验材料，种植于中硒土壤（pH 6.02，总硒含量0.221 mg/kg），分别于采收期（苗期、打顶期、开花期）和蒴果期测定根、茎、叶及蒴果的蛋白硒、硒代胱氨酸和硒代蛋氨酸含量及采收期叶的总硒含量。【结果】2个品种各部位蛋白硒、硒代胱氨酸和硒代蛋氨酸含量分别为0.034～0.173 mg/kg、2.857～16.053 μg/kg和26.076～135.235 μg/kg;采收期各部位有机硒含量依次为叶>根>茎，蒴果期依次为叶>根>蒴果>茎，且叶的含量显著高于茎（P<0.05，下同）。随生育期延长，2个品种根和叶的有机硒含量在蒴果期达最高值，且显著高于苗期;茎的有机硒含量在打顶期达最高值，且显著高于开花期和蒴果期。采收期2个品种叶的总硒含量分别为96.739～106.023 μg/kg和113.778～137.841 μg/kg，硒代氨基酸占总硒含量的74.351%～80.098%，均达到广西富硒农产品标准（>65%）的要求。【结论】菜用黄麻有机硒分布的主要部位是叶，蒴果期是叶和根吸收硒的关键时期。桂麻菜  1号和桂麻菜2号种植于中硒土壤时，采收期其可食用部位均可达富硒农产品要求，可作为富硒蔬菜在中硒土壤区域推广种植。

关键词： 菜用黄麻;蛋白硒;硒代胱氨酸;硒代蛋氨酸;富硒农产品

中图分类号： S636.9                              文献标志码： A 文章编号：2095-1191（2021）05-1222-07

Abstract：【Objective】To explore the distribution characteristics of organic selenium in different parts of vegetable jute during different growth periods and to provide theoretical basis and technical guidance for the production of selenium-rich vegetable jute. 【Method】The experiment was conducted on the medium selenium soil with a total selenium content of 0.221 mg/kg and a pH of 6.02， the Corchorus capsularis Guimacai 1 and Guimacai 2 were used as the materials. The contents of protein selenium， selenocysteine and selenomethionine in roots，stems，leaves，capsules and total selenium content in leaves at the harvesting stage（seedling stage，topping stage and flowering stage）and capsule stage were determined respectively. 【Result】The contents of protein selenium， selenocysteine and selenomethionine in each part of the two varie-ties were 0.034-0.173 mg/kg， 2.857-16.053 μg/kg and 26.076-135.235 μg/kg， respectively. The contents of organic selenium at harvesting stage of the two varieties were leaves>roots>stems. At the capsule stage， the organic selenium content in each part was leaves>roots>capsules>stems， the organic selenium content of leaves was significantly higher than that of stems（P<0.05， the same below）. With the prolongation of growth period， the content of organic selenium in the leaves and roots of the two varieties reached the highest value at capsule stage， which was significantly higher than that in seedling stage. The content of organic selenium in the stems reached the highest value at the topping stage， and significantly higher than that at the flowering stage and capsule stage. The total selenium content in the leaves of the two varieties during the harvesting stage was 96.739-106.023 μg/kg and 113.778-137.841 μg/kg， respectively. The selenium amino acids accounted for 74.351%-80.098% of the total selenium content，which all met the requirements of selenium-rich agricultural products product standard（>65%） in Guangxi. 【Conclusion】Leaf is the main part of organic selenium distribution in vegetable jute. The capsule stage is key period of selenium uptake by leaf and root. The edible parts of Guimacai 1 and Guimacai 2 can meet the requirements of selenium-rich agricultural products， when they are planted in medium selenium soil. So they can be promoted as selenium-rich vegetables in middle-selenium soil area.

Key words： vegetable jute; selenium protein; selenocysteine; selenomethionine; selenium-rich agricultural products

Foundation item：National Jute Industry Technique System Construction Project（CARS-16S15）; Basic Scientific Research Project of Guangxi Academy of Agricultural Sciences（Guinongke 2021YT061， Guinongke 2020YM114）

0 引言

【研究意义】硒是人体和动物必需的微量元素，具有抗衰老、提高免疫力、抗癌等功效，对动植物的新陈代谢起着关键作用（Pieczyńska and Grajeta，2015;李金峰等，2016;熊军等，2019）。硒在自然界中大多以无机盐形式存在，而在生物体内大多为有机硒形态，包括硒蛋白、硒代氨基酸、硒多糖及硒核酸等，其中硒代氨基酸则是人们日常膳食中获取硒的最主要来源（宁婵娟等，2013;赵谋明等，2019）。只有经过植物生物转化形成的有机硒对人体才是安全的，富硒农产品是实现人体补硒的有效途径（Chilimba et al.，2012;侯松等，2018）。菜用黄麻为富硒能力较强的植物，主食嫩茎和幼叶，具有补钙、硒及健脾胃、润肠通便、降血压、祛疲劳等功效（陶爱芬等，2015;侯文焕等，2018）。因此，研究菜用黄麻各部位有机硒的分布特性，可为富硒菜用黄麻的生产提供理论依据与技术指导。【前人研究进展】植物的硒含量常在生育期、器官、部位及硒形态等方面存在差异。关于作物不同生育期硒含量的变化，张城铭等（2017）研究表明不同生育期水稻根部的硒含量依次为拔节期>孕穗期>分蘖期>幼苗期>灌浆期>扬花期>成熟期;吕鉴泉等（2018）研究表明紫云英的蛋白硒含量随生育期依次为成熟期>盛花期>现蕾期。关于作物不同部位硒的分布差异，杨玉玲和刘元英（2014）研究指出富硒大豆中硒含量依次为成熟籽粒>毛豆>毛豆叶>毛豆荚皮;郭文慧等（2016）研究表明紫甘薯各部位的硒含量依次为叶>根>薯块;黄太庆等（2017）研究表明水稻体内各部位硒含量依次为根>茎叶>糙米>精米>谷壳;陈佳佳等（2020）研究表明在黄瓜水培试验的营养液中添加硒肥，黄瓜各部位的硒含量均表现为根>茎>果实>叶片。关于植株体内各部位硒形态的差异， Mazej等（2006）研究发现菊苣叶片中不同形态的硒含量依次为中Se6+>硒代蛋氨酸>硒甲基硒代半胱氨酸; Zovne和Yolanda（2006）研究表明富硒花椰菜中硒代蛋氨酸为根的主要有机硒形态，而硒甲基硒代半胱氨酸是花椰菜果实的主要有机硒形态;胡海涛等（2012）研究表明4种食用菌菌丝体蛋白酶提取液中硒代蛋氨酸为有机硒的主要存在形态;宁婵娟等（2013）研究表明在花期和幼果期喷施外源硒，苹果叶片中的硒主要以有机硒形式存在，而着色期处理的叶片中无机硒含量明显提高;秦冰等（2013）研究指出茶树叶中硒代甲基半胱氨酸为硒代氨基酸的主要存在形态，硒代蛋氨酸和硒代胱氨酸在茶树叶中也存在，但不是主要存在形态。有关菜用黄麻对硒的吸收特性方面，陶爱芬等（2015）研究表明添加一定浓度的外源硒有助于菜用黄麻的生长。本课题组前期研究表明，菜用黄麻不同部位对全硒的吸附能力依次为根>叶>茎>果，打顶期嫩茎叶中的硒含量较高（赵艳红等，2018）。【本研究切入点】目前，有关硒在菜用黄麻上的研究主要集中在外源硒对植株生长的影响及不同部位总硒含量的分布特性方面，而针对菜用黄麻不同生育期各部位有机硒分布特性的研究尚未见报道。【拟解决的关键问题】通过对2个菜用黄麻品种不同生育期各部位有机硒含量进行测定分析，明确有机硒在菜用黄麻各部位的分布特性，为富硒菜用黄麻生产提供理论依据与技术指导。

1 材料与方法

1. 1 试验材料

供试菜用黄麻品种为圆果种黄麻桂麻菜1号和桂麻菜2号，由广西农业科学院经济作物研究所提供。

1. 2 试验方法

试验于2018年在广西农业科学院试验田进行。试验地土壤基本理化性质：pH 6.02，有机质含量18.20 g/kg，全氮含量0.90 g/kg，全磷含量0.74 g/kg，全钾含量12.80 g/kg，全钙含量1.00 g/kg，总硒含量0.221 mg/kg（中硒土壤）（王张民等，2018）。

田间试验采用随机区组设计， 3次重复。5月10日播种，行长2.5 m，行距40 cm，株距10 cm，共10行，小区面积为10.0 m2。田间管理为常规管理，未施用外源硒肥。分别于苗期（6月10日）、打頂期（6月23日）、开花期（7月17日）、蒴果期（8月7日）进行取样。每次取样在小区中随机选取10株黄麻，连根拔下后清洗干净，其中采收期（苗期、打顶期和开花期）分别将植株按根、茎、叶（稍部10 cm长的嫩茎和幼叶）分开，蒴果期将植株按根、茎、叶和蒴果分开，置于烘箱中105 ℃杀青15 min后，60 ℃烘干至恒重，粉碎后放入干燥器中备用。

1. 3 测定项目及方法

植株叶片总硒含量参照GB/T 5009.93—2017《食品安全国家标准 食品中硒的测定》进行测定。

样品各部位的蛋白硒、硒代氨基酸含量采用高效液相色谱—动态反应池—电感耦合等离子体质谱仪联用进行测定（倪张林等，2013）。

1. 4 统计分析

采用Excel 2010和SPSS 19.0对数据进行整理和统计分析。

2 结果与分析

2. 1 菜用黄麻不同部位蛋白硒的分布特性

由表1可知，桂麻菜1号和桂麻菜2号不同生育期各部位的蛋白硒含量分别为0.034～0.122 mg/kg和0.044～0.173 mg/kg。同一生育期时，不同部位的蛋白硒含量存在差异，2个品种采收期的蛋白硒含量整体表现为叶>根>茎，蒴果期依次为叶>根>蒴果>茎，且叶和根的蛋白硒含量显著高于茎（P<0.05，下同）。随生育期的延长，桂麻菜1号根和叶的蛋白硒含量呈上升趋势，且蒴果期显著高于苗期;茎的蛋白硒含量呈先升后降的变化趋势，表现为打顶期>苗期>开花期>蒴果期，且打顶期和苗期显著高于开花期和蒴果期。桂麻菜2号叶的蛋白硒含量依次为蒴果期>苗期>开花期>打顶期，蒴果期显著高于采收期;根的蛋白硒含量依次为蒴果期>打顶期>开花期>苗期;茎的蛋白硒含量依次为打顶期>苗期>蒴果期>开花期。由此可知，叶是蛋白硒分布的主要部位，蒴果期是叶和根吸收硒的关键时期，而打顶期是茎吸收硒的关键时期。

2. 2 菜用黄麻不同部位硒代胱氨酸的分布特性

由表2可知，2个品种不同生育期各部位的硒代胱氨酸含量分别为2.857～10.377 μg/kg和2.874～16.053 μg/kg，在采收期各部位硒代胱氨酸含量依次為叶>根>茎，蒴果期依次为叶>根>蒴果>茎，且叶的硒代胱氨酸含量显著高于茎。随生育期的延长，2个品种叶的硒代胱氨酸含量依次为蒴果期>苗期>开花期>打顶期;根的硒代胱氨酸含量在蒴果期最高，且蒴果期根和叶的硒代胱氨酸含量均显著高于苗期;茎的硒代胱氨酸含量依次为打顶期>苗期>开花期>蒴果期，打顶期的硒代胱氨酸含量显著高于其他生育期。由此可知，叶是硒代胱氨酸分布的主要部位，蒴果期是叶硒代胱氨酸含量最高的时期。

2. 3 菜用黄麻不同部位硒代蛋氨酸的分布特性

由表3可知，2个品种不同生育期各部位硒代蛋氨酸含量分别为26.076～95.863 μg/kg和35.820～135.235 μg/kg。在采收期各部位硒代蛋氨酸含量依次为叶>根>茎，蒴果期依次为叶>根>蒴果>茎，且叶和根的硒代蛋氨酸含量显著高于茎。随生育期的延长，各部位硒代蛋氨酸含量呈现不同的变化规律，2个品种蒴果期根和叶的硒代蛋氨酸含量均达最高值，且显著高于苗期，其中叶的硒代蛋氨酸含量分别达最高值，分别为95.863和135.235 μg/kg;打顶期茎的硒代蛋氨酸含量达最高值，分别为59.135和59.775 μg/kg，显著高于开花期和蒴果期。由此可知，叶是硒代蛋氨酸分布的主要部位，蒴果期是叶片吸收硒的关键时期。

2. 4 菜用黄麻可食用部位富硒情况评价

由表1～表3可知，菜用黄麻各部位3种形态的有机硒含量均表现为蛋白硒>硒代蛋氨酸>硒代胱氨酸，蛋白硒为菜用黄麻植株内有机硒的主要成分。菜用黄麻作为蔬菜主食叶片，在苗期、打顶期和开花期均可采摘嫩茎叶作为叶类蔬菜。由表4可知，桂麻菜1号和桂麻菜2号在苗期、打顶期、开花期的叶总硒含量分别为96.739～106.023 μg/kg和113.778～137.841 μg/kg，依据广西地方标准DB45/T 1061—2014《富硒农产品硒含量分类要求》及中国供销合作行业标准GH/T 1135—2017《富硒农产品》对蔬菜类农产品中硒含量及硒代氨基酸含量规范要求，2个品种均达到富硒农产品要求。2个品种硒代氨基酸分别占总硒含量的76.337%～79.095%和74.351%～80.098%，均高于富硒农产品标准（>65%）。因此，在中硒土壤上种植桂麻菜1号和桂麻菜2号，其可食用部位即可达到天然富硒蔬菜标准，无需添加外源硒。

3 讨论

硒在植物中主要以有机硒（蛋白硒、硒代氨基酸、硒多糖以及硒核酸等）形态存在，其中又以蛋白硒含量最高（程建中等，2012;张平平等，2019;姜能座，2019）。硒的生物学功能主要通过蛋白硒的形式表现出来，目前关于植物蛋白硒的研究主要集中在提取及成分方面，而对于植物不同生育期及部位蛋白硒含量的差异分析较少（向东山，2008;高环和黄兴国，2013）。向东山等（2007）研究表明，富硒玉米有机态硒中蛋白硒含量较高，碱溶性蛋白硒占总硒的50.62%;高柱等（2014）对富硒茶叶的研究表明，茶叶中有机结合态硒中蛋白硒含量最高，占有机硒含量的76.35%。本研究结果表明，随生育期的延长，桂麻菜1号根部的蛋白硒含量呈不断上升趋势，与吕鉴泉等（2018）研究指出紫云英中的蛋白硒含量随生育期变化呈不断上升趋势的结果相似，但茎的蛋白硒含量则是打顶期最高、蒴果期最低，其原因可能是因为打顶期是菜用黄麻快速生长的时期，植株通过根吸收土壤中的硒元素，再通过茎快速转运至叶，因此茎的硒含量较高（黄娇等，2015）。

植物中的硒主要以硒代氨基酸的形式结合于蛋白质上。其在植物体内的小分子形式主要为硒代氨基酸及其衍生物，如硒代半胱氨酸、硒代胱氨酸、硒甲基硒代半胱氨酸、硒代高胱氨酸、硒代蛋氨酸、硒甲基硒代蛋氨酸等，目前对硒代半胱氨酸、硒代胱氨酸、硒代蛋氨酸的研究较多（Mazej et al.，2006;Montes-Bayón et al.，2006）。本研究结果表明，菜用黄麻在采收期各部位的硒代氨基酸含量为叶>根>茎，与李哲（2017）对小白菜的研究结果相似;不同生育期叶的有机硒含量始终高于根，可能是因为土壤中的硒主要以硒酸盐形式存在，易于转移，且菜用黄麻的茎含有丰富的木质素和纤维素，更有利于硒的转运，因此导致叶的硒含量较高（李楠等，2015）。随生育期的延长，菜用黄麻各部位的硒代胱氨酸和硒代蛋氨酸含量呈不同规律性，其中蒴果期根和叶的两种形态硒代氨基酸含量最高，与秦冰等（2013）对茶树的研究结果一致。不同生育期的规律不同可能与作物的生长速度、生物量及不同生育期植物对硒的敏感度有关（陈玉鹏等，2016）。此外，本研究中菜用黄麻各部位的硒代蛋氨酸含量远高于硒代胱氨酸，与Sun等（2010）对水稻籽粒和胡海涛等（2012）对食用菌中有机硒形态的研究结果一致，可能与植物对硒的累积与转运有关。但本研究中菜用黄麻的硒代氨基酸主要以硒代蛋氨酸形态存在，与秦冰等（2013）研究指出茶树叶中硒代氨基酸主要以硒代甲基半胱氨酸形态存在的结果不同，其原因可能与植物体内硒代氨基酸的转运酶及植物类型有关。

目前我国对富硒农产品的要求规范并不统一，同种产品硒含量范围不一致，“含硒”和“富硒”概念混淆，产品中直接添加无机硒等是目前硒产业发展需要解决的问题。大部分标准制定中只规定了农产品的总硒含量，未规定有机硒含量（王立平等，2017）。目前多數研究对农产品的硒含量检测仅限于总硒含量的检测，未检测有机硒含量，且仅以1种富硒农产标准进行产品富硒评价，存在一定的局限性（曹升等，2019;熊军等，2019;张青等，2019）。本研究通过对可食用部分的总硒含量及有机硒（硒代氨基酸）含量进行检测，并结合2种富硒农产品标准进行评价，结果表明菜用黄麻叶总硒含量在96.739～137.841 μg/kg，硒代氨基酸含量占总硒含量的76.337%～80.098%，均符合富硒农产品要求。本研究中菜用黄麻在中硒土壤上种植，采收期可食用部位的硒含量即可达到富硒标准，为安全生产富硒菜用黄麻及菜用黄麻多样化利用提供了新思路，在今后的研究中还可深入探究不同土壤硒水平下菜用黄麻体内有机硒的分布、转运及累积特性。

4 结论

菜用黄麻有机硒分布的主要部位是叶，蒴果期是叶和根吸收硒的关键时期。桂麻菜1号和桂麻菜2号种植于中硒土壤时，采收期其可食用部位均可达富硒农产品要求，可作为富硒蔬菜在中硒土壤区域推广种植。

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（責任编辑 王 晖）