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硒(Se,selenium)是重要的生命微量营养元素之一,全世界有40 多个国家和地区硒缺乏,己知缺硒能导致的疾病多达10 余种,缺硒严重威胁人类健康和畜牧业的发展。植物是自然界硒循环生态链和无机硒转化为有机硒的关键环节,是硒补充直接来源。
本文以拟南芥(Arabidopsis thaliana)为研究对象,从拟南芥悬浮细胞系的建立、硒对拟南芥悬浮细胞生长的影响以及硒对拟南芥野生型及蓝光受体突变体植株生长的影响等多个方面着手,初步研究了硒对拟南芥生长的影响及机理。得到了以下结果:
(1)拟南芥悬浮细胞系的继代培养分为固体培养与液体培养两种,在每个细胞继代周期中,拟南芥悬浮细胞的生长表现出明显的S 型生长曲线。正常培养条件下,继代2~4d 后出现快速生长。同时,细胞继代的理想接种量为起始细胞液按10mL/50mL 稀释,培养基中不同蔗糖浓度及不同激素水平对拟南芥悬浮细胞的生长产生极明显的影响。蔗糖浓度为30g/L、培养基与激素水平为MS+NAA0.5mg/L+KT0.05mg/L 或者B5+NAA0.25mg/L+KT0.05mg/L 时,悬浮细胞生长状况较理想。
(2)通过壳聚糖软模板法制备红色纳米硒,大小在40~100nm 之间。通过与悬浮细胞共培养,比较得出纳米硒相比亚硒酸钠具有吸收好、毒性小等特点。当亚硒酸钠和纳米硒处理浓度分别为4mg/L 和6mg/L 时,悬浮细胞生长情况较好,细胞内叶绿素的含量最大。
(3)适量的硒处理促进拟南芥野生型col-4 与蓝光受体突变体cry1、cry2 的生长。当Na2SeO3 浓度大于15mg/L 时,抑制拟南芥种子的萌发。当浓度为1~2mg/L时促进拟南芥植株的生长。当Na2SeO3 处理浓度低于8mg/L 时,植株体内硒含量随处理浓度升高而升高。体内谷胱甘肽过氧化物酶与超氧化物歧化酶活力表现出同样的变化规律。同时得出,在高浓度的Na2SeO3 处理下,拟南芥蓝光受体突变体cry1 生长情况比野生型col-4 及突变体cry2 要好,说明cry1 突变体对硒具有一定的耐受性。