萬亞男, 余 垚, 齊田田, 令狐晶瑩, 李花粉

中國農業(yè)大學資源與環(huán)境學院, 農田土壤污染防控與修復北京市重點實驗室, 北京 100193

硒對植物吸收轉運鎘影響機制的研究進展

萬亞男, 余 垚, 齊田田, 令狐晶瑩, 李花粉*

中國農業(yè)大學資源與環(huán)境學院, 農田土壤污染防控與修復北京市重點實驗室, 北京 100193

硒是人和動物必需的微量營養(yǎng)元素之一，在植物中可抵御體內自由基傷害、提高作物產量和質量，并且可以有效緩解植物重金屬的脅迫和積累。綜述了在不同植物中硒對鎘吸收轉運影響的研究進展，探討了硒緩解鎘脅迫的機制，以期為采取措施降低農產品鎘污染提供參考。

硒；鎘；吸收；轉運；緩解作用

鎘是一種劇毒性的重金屬，在環(huán)境中的移動性很強，極易通過植物的富集作用進入食物鏈，從而對人體和動物的各器官、系統(tǒng)產生危害[1]。近年來，工業(yè)廢棄物的排放、農業(yè)投入品的大量施用以及污水灌溉等人為因素使我國耕地土壤中的鎘含量增加。根據(jù)國家環(huán)境保護部和國土資源部于2014年4月17日發(fā)布的全國土壤污染狀況調查公告顯示，我國耕地土壤中鎘的點位超標率達到7.0%，為重金屬污染之首[2]。而我國經(jīng)濟和社會發(fā)展對農產品的需求在不斷增長，因此，通過采取合理有效的措施，減少鎘由土壤向農產品的轉移、降低食品中的鎘含量，進而保障食品安全是目前急需解決的問題之一。

作為人和動物必需的微量營養(yǎng)元素之一，硒參與了哺乳動物體內30多種蛋白質與酶(谷胱甘肽過氧化物酶、硫氧還蛋白還原酶以及碘化甲腺原氨酸脫碘酶等)的合成，具有抗突變、抗氧化作用、促進致癌物的體內滅活、抗細胞增殖、提高機體免疫力等多種生物學功能[3]。而對植物的研究也表明，適量的硒可以促進植物的生長發(fā)育、抵御植物體內自由基傷害、提高作物產量和質量[4,5]。近年來，有研究發(fā)現(xiàn)，硒元素能夠與鎘產生拮抗效應，減輕植物對鎘的吸收[6～9]。而我國是世界上缺硒最嚴重的國家之一[10]。因此，研究硒對植物吸收轉運鎘的影響機制，可降低鎘向食物鏈轉移，有利于生產富硒農產品，同時，對于綜合利用受重金屬污染的土壤、提高食品安全及健康水平也具有重要的意義。

本文綜述了硒對不同植物吸收轉運鎘的研究進展，并探討了其影響機制，旨在為采取措施降低農產品鎘污染、生產富硒農產品提供理論依據(jù)。

1 水培條件下硒對不同植物吸收轉運鎘的影響

近些年來，對不同植物的水培試驗研究表明，硒與鎘的拮抗作用與鎘含量、鎘形態(tài)、硒添加量、硒形態(tài)以及植物類型等有關。在一定濃度范圍的硒鎘暴露下，硒能夠降低植物對鎘的吸收和轉運，超出這個范圍，反而會促進植物對鎘的積累。

1.1水稻

水稻(OryzasativaL.)是我國主要的糧食作物，具有較高的鎘累積能力，因此尋找途徑降低水稻對鎘的吸收和轉運非常重要。對水稻的研究發(fā)現(xiàn)，在鎘暴露濃度≤50 μmol/L時，添加10 μmol/L以下的亞硒酸鹽降低了水稻根系和地上部的鎘含量；而在鎘濃度≥89 μmol/L時，添加硒增加了根系的鎘含量[6～7,11～14]；且在鎘濃度較低(0.5 μmol/L)時，添加低濃度的硒(0.1 μmol/L)對水稻鎘吸收和轉運無顯著影響[13]。此外，用亞硒酸鹽預處理也可以降低水稻幼苗根系和地上部的鎘含量[6]，而硒酸鹽預處理對根系和根表的鎘含量無顯著影響，但降低了鎘向地上部的轉運[15]。Wan等[16]對水稻的吸收動力學試驗發(fā)現(xiàn)，硒和鎘共同處理水稻根系60 min時，亞硒酸鹽的添加略微促進了水稻根系對鎘的吸收，硒酸鹽的添加對水稻根系鎘吸收無顯著影響；且在較短時間(3 h)內，亞硒酸鹽和硒酸鹽的添加分別使單位水稻根系對鎘的吸收量增加了8.4%和21.6%，隨著培養(yǎng)時間的延長，硒的添加降低了根系對鎘的吸收和向地上部的轉運，亞硒酸鹽對鎘吸收和轉運的降低程度高于硒酸鹽。

1.2蔬菜和其他作物

對其他作物的研究發(fā)現(xiàn)，鎘暴露下添加一定濃度范圍的硒可以降低可食部位對鎘的積累，且這個范圍因不同種類或同種植物不同基因而異。低鎘暴露下，亞硒酸鹽對白蘑(Pleurotusostreatus)中鎘含量的降低效果優(yōu)于硒酸鹽，這與對水稻的研究基本一致；而在鎘濃度較高時，添加硒酸鹽增加了可食部位對鎘的積累[17]。對西蘭花(Brassicaoleracea)的研究也發(fā)現(xiàn)，硒酸鹽在減少可食部位的鎘含量的同時，增加了根系的鎘含量[18]。而向日葵(HelianthusannuusL.)添加硒酸鹽后，根系和地上部的鎘含量都有降低[19]。這些不同的效應可能與硒酸鹽的不穩(wěn)定性以及植物的鎘耐性不同有關。油菜(BrassicanapusL.)、大蒜(AlliumsativumL.)、辣椒(CapsicumannuumL.)等在高鎘暴露下加硒也可以減少植物的鎘含量[8,9,20]，可能是由于這些植物對鎘的耐性較高。在較高鎘濃度(250 μmol/L和500 μmol/L)暴露下，添加不同濃度的亞硒酸鹽對辣椒可食部位鎘含量的降低效果為7 μmol/L>3 μmol/L[20]。本團隊對生菜(LactucasativaL.)和油菜的研究也發(fā)現(xiàn)，在一定濃度范圍內，亞硒酸鹽對地上部鎘累積的降低程度隨添加量的增加而增加(未發(fā)表數(shù)據(jù))。而在20 μmol/L鎘處理下，添加不同濃度的硒酸鹽對向日葵地上部鎘累積的降低效果為5 μmol/L>10 μmol/L>20 μmol/L[19]。這可能與不同植物的鎘耐受機制以及硒的不同添加形態(tài)有關。同種植物不同基因型對硒、鎘的耐受性不同，從而導致硒對鎘積累影響的差異。在10 μmol/L鎘暴露下，添加10 μmol/L的亞硒酸鹽可顯著降低杭州油冬兒葉片的鎘含量，而對上海青和蘇州青根葉片的鎘含量無顯著影響(未發(fā)表數(shù)據(jù))。表1匯總了在含有植物生長必需元素的營養(yǎng)液(如Hoagland營養(yǎng)液)條件下，不同濃度鎘暴露時，添加不同形態(tài)和濃度的硒對不同植物吸收轉運鎘的影響。

2 土壤條件下硒對不同植物吸收轉運鎘的影響

土壤條件下，基施亞硒酸鹽可以顯著減少水稻根系各部位的鎘含量，對鎘的降低效果隨著硒添加濃度的增加而增強[21～23](Se：0～8 mg/kg)。且對水稻莖、葉、穎殼和籽粒中鎘的降低程度大于根系[22]。在兩種自然富硒土壤中，硒含量較高的土壤中生長的水稻籽粒對鎘的累積顯著低于硒含量較低的土壤[24]。Shanker等[25,26]對玉米(Zeamays)、蕓豆(Phaseolusmungo)的研究發(fā)現(xiàn)，硒酸鹽和亞硒酸鹽的添加均可降低植物的鎘含量，且亞硒酸鹽更有效。對大田水稻噴施硒肥也可降低籽粒的鎘含量，且提高了水稻籽粒的營養(yǎng)品質[27]。基施和噴施亞硒酸鹽同樣抑制櫻桃小蘿卜(RaphanussativusL.)、油菜、白菜(Brassicarapa)、菠菜(SpinaciaoleraceaL.)、西瓜(Citrulluslanatus)等不同蔬菜水果可食部位對鎘的積累[28～33]，且最佳施硒量隨土壤鎘含量和植物類型的不同而不同，因此在投入使用時，要根據(jù)不同植物對鎘的耐性選取最適硒施加量。表2匯總了在土壤條件下，不同濃度鎘暴露時，添加不同形態(tài)和濃度的硒對不同植物吸收轉運鎘的影響。

表1 水培條件下不同形態(tài)和濃度的硒對不同植物吸收轉運鎘的影響Table 1 Effects of Se with different species and dosage on the uptake and translocation of Cd in plant under solution conditions.

注：將原參考文獻中硒、鎘的濃度單位進行了統(tǒng)一。

3 硒對植物吸收轉運鎘的影響機制

關于硒與重金屬拮抗作用的機制，研究表明，主要有抑制植物的過氧化作用[19]、恢復細胞膜結構及功能的完整性和重建葉綠體組織[6,31]、改變植物體內重金屬的存在形態(tài)和位置[34]、直接阻礙重金屬的吸收[25,35]這幾方面的功能。通過對前人研究的總結，認為硒對鎘吸收轉運的影響機制主要包括兩方面：降低了土壤中鎘的有效性；降低了鎘向地上部的轉運(圖1)[16,25]。

3.1硒對土壤中鎘有效性的影響

表2 土壤條件下不同形態(tài)和濃度的硒對不同植物吸收轉運鎘的影響Table 2 Effects of Se with different species and dosage on the uptake and translocation of Cd in plants grown in pot or field.

注：將原參考文獻中硒、鎘的濃度單位進行了統(tǒng)一。

圖1 硒對植物吸收轉運鎘的影響過程示意圖Fig.1 Overview of the effects of Se on Cd uptake and translocation by plants.

3.2硒對植物轉運鎘的影響機制

鎘主要以鎘離子的形式被植物吸收，競爭陽離子通道[41]，硒則以硒酸鹽或亞硒酸鹽的形式被吸收，競爭陰離子通道[42～44]，在根系吸收時不存在離子通道間的競爭作用，Wan等[16]對水稻的吸收動力學試驗也證明了這一點。因此，我們推論硒可能主要是通過降低鎘由植物根系向地上部的轉運從而減少鎘積累的。植物在鎘脅迫下，可通過外部排斥和內部耐受來緩解鎘對植物的毒害效應。內部的耐受機制主要是合成鎘離子的有機配體(如半胱氨酸、谷胱甘肽(GSH)、植物螯合肽(PC)、金屬硫蛋白等)，將鎘轉化為毒性較小的結合形態(tài)。植物螯合肽(PC)含有大量的巰基，可以絡合多種重金屬離子，從而使重金屬離子失去活性，而重金屬-PC螯合物可在三磷酸腺苷(ATP)的作用下穿過液泡膜轉運到液泡中儲存，從而減少對細胞器的傷害和重金屬向木質部的運輸[18]。研究發(fā)現(xiàn)，加硒可促進PC的形成[45]，并提高PC合成酶的活性，而且添加硒能夠促進PC合成前體GSH的形成[46～48]。此外，為減少地上部的鎘積累，根系細胞壁中一些蛋白質和多糖可以作為配位基與金屬發(fā)生配合作用，從而將金屬固持在細胞壁上[41,49,50]。龐曉辰等[13]發(fā)現(xiàn)加硒可改變鎘在水稻根系的亞細胞分布，增加細胞壁組分的鎘分配率，降低細胞可溶物質組分和細胞器組分的鎘分配率，從而減少鎘向莖葉的轉運。Wang等[51]的研究發(fā)現(xiàn)，加硒可以促進根凱氏帶的形成，因此可能抑制鎘在根表皮的質外體運輸。

對水稻進行硒預處理也可降低鎘的吸收和轉運[6,16]，這表明硒與鎘在細胞內可能存在相互作用。無機態(tài)硒進入植物體內，可轉化為有機態(tài)硒[硒代蛋氨酸、硒代半胱氨酸(MeSeCys)]，而MeSeCys是谷胱甘肽過氧化物酶(GSH-Px)的活性中心[52]。GSH-Px能夠將有害的過氧化物還原成無害的羥基化合物，并清除機體內氧化反應產生的自由基，從而保護細胞膜結構和功能的完整性，是機體內廣泛存在的一種重要的過氧化物分解酶[52]。研究發(fā)現(xiàn)，噴施硒酸鹽可以顯著提高小麥(TriticumaestivumL.)葉片中的GSH-Px的含量[53]。因此硒可能是通過影響GSH-Px等的含量及活性從而減少鎘毒性的。預處理時亞硒酸鹽對鎘吸收和轉運的降低程度大于硒酸鹽，且亞硒酸鹽對水稻鎘抑制的作用也優(yōu)于硒酸鹽，這也可能是由于亞硒酸鹽在植物體內更容易轉化為MeSeCys[42]。此外，硒能有效調節(jié)抗氧化酶(超氧化物歧化酶、過氧化氫酶和過氧化物酶)的活性，在一定程度上緩解鎘對植物生理生長的毒害作用，減少鎘的累積[54,55]。

4 展望

硒降低植物對鎘的吸收轉運，主要是通過降低土壤中鎘的有效性以及硒在植物體內的轉化產物的生理生化作用實現(xiàn)的。然而，硒對鎘向木質部轉運的影響以及在植物體內的配合作用還處于推測階段，需要進行深層次的植物生理學研究以及利用先進的技術來驗證。如可運用X射線熒光光譜分析(XRF)技術探測硒、鎘在植物體內的結合狀態(tài)和位置，運用高效液相色譜-電感耦合等離子體質譜儀(HPLC-ICP-MS)分析硒在植物中的形態(tài)轉化過程。

植物中的硫醇(-SH)可與鎘結合，硒是通過取代含硫氨基酸中的硫而進入蛋白質中的，被硒取代后的-SH是否同樣具有結合鎘的功能，還需要進一步的研究。

目前對硒、鎘作用的研究大多為溫室水培或盆栽，對大田葉面調控的研究較少，且機理尚不明確，需要展開進一步的研究。且硒從有益作用到有害作用的濃度范圍非常窄，在降低鎘積累、提高硒水平的同時又不使硒含量超標，對于保障人類的健康十分重要。

目前對硒緩解鎘拮抗作用的研究對象主要是硒酸鹽和亞硒酸鹽，有機硒和元素態(tài)硒對植物吸收轉運鎘的影響有待深入探究。

[1] Templeton D M，Liu Y. Multiple roles of cadmium in cell death and survival [J]. Chem. Biol. Interact., 2010，188(2)：267-275.

[2] 環(huán)境保護部. 環(huán)境保護部和國土資源部發(fā)布全國土壤污染狀況調查公報[R/OL]. http://www.zhb.gov.cn/gkml/hbb/qt/201404/t20140417_270670.htm, 2014-04-17.

[3] Brown K M，Arthur J R. Selenium，selenoproteins and human health：a review [J]. Public Health Nutr., 2001,4(2b)：593-599.

[4] Lyons G H，Judson G J，Ortiz-Monasterio I,etal.. Selenium in Australia: selenium status and biofortification of wheat for better health [J]. J. Trace Elem. Med. Biol.,2005,19(1)：75-82.

[5] Nawaz F，Ashraf M Y，Ahmad R，etal.. Supplemental selenium improves wheat grain yield and quality through alterations in biochemical processes under normal and water deficit conditions [J]. Food Chem., 2015,175：350-357.

[6] Lin L，Zhou W H，Dai H X，etal.. Selenium reduces cadmium uptake and mitigates cadmium toxicity in rice [J]. J. Hazard. Mater., 2012(235-236):343-351.

[7] Cao F B，Wang N B，Zhang M，etal.. Comparative study of alleviating effects of GSH, Se and Zn under combined contamination of cadmium and chromium in rice (Oryzasativa) [J]. Biometals，2013，26(2)：297-308.

[8] Filek M，Keskinen R，Hartikainen H,etal.. The protective role of selenium in rape seedlings subjected to cadmium stress [J]. J. Plant Physiol.,2008,165(8)：833-844.

[9] Sun H W，Ha J，Liang S X. Protective role of selenium on garlic growth under cadmium stress [J]. Commun. Soil Sci. Plan.,2010，41(10)：1195-1204.

[10] 程伯容，鞠山見，岳淑嫆，等. 生態(tài)環(huán)境中微量元素硒與克山病[J]. 生態(tài)學報，1981，1(3)：263-274.

[11] Ding Y Z，F(xiàn)eng R W，Wang R G，etal.. A dual effect of Se on Cd toxicity: evidence from plant growth, root morphology and responses of the antioxidative systems of paddy rice [J]. Plant Soil，2014，375(1-2)：289-301.

[12] Feng R W，Wei C Y，Tu S X，etal.. A dual role of Se on Cd toxicity: Evidences from the uptake of Cd and some essential elements and the growth responses in paddy rice [J]. Biol. Trace Elem. Res., 2013,151(1):113-121.

[13] 龐曉辰，王 輝，吳澤嬴，等. 硒對水稻鎘毒性的影響及其機制的研究 [J]. 農業(yè)環(huán)境科學學報，2014，33(9)：1679-1685.

[14] 于淑慧，周鑫斌，王文華，等. 硒對水稻幼苗吸收鎘的影響 [J]. 西南大學學報，2013，35(9)：17-22.

[15] Chen M X，Cao L，Song X Z，etal.. Effect of iron plaque and selenium on cadmium uptake and translocation in rice seedlings (Oryzasativa) grown in solution culture [J]. Int. J. Agric. Biol.,2014，16(6)：1159-1164.

[16] Wan Y N，Yu Y，Wang Q，etal.. Cadmium uptake dynamics and translocation in rice seedling: Influence of different forms of selenium [J]. Ecotox. Environ. Safe., 2016,133:127-134

[18] Pedrero Z，Madrid Y，Hartikainen H，etal.. Protective effect of selenium in broccoli (Brassicaoleracea) plants subjected to cadmium exposure [J]. J. Agric. Food Chem.，2008，56(1)：266-271.

[19] Saidi I. Selenium alleviates cadmium toxicity by preventing oxidative stress in sunflower (Helianthusannuus) seedlings [J]. J. Plant Physiol.，2014，171(5)：85-91.

[20] Mozafariyan M，Shekari L，Hawrylak-Nowak B，etal.. Protective role of selenium on pepper exposed to cadmium stress during reproductive stage [J]. Biol. Trace Elem. Res.,2014,160(1):97-107.

[21] Hu Y，Norton G J，Duan G L，etal.. Effect of selenium fertilization on the accumulation of cadmium and lead in rice plants [J]. Plant Soil，2014，384(1-2)：131-140.

[22] Chang H，Zhou X B，Wang W H，etal.. Effects of selenium application in soil on formation of iron plaque outside roots and cadmium uptake by rice plants [J]. Adv. Mater. Res.，2013，750：1573-1576.

[23] 方 勇，陳 曦，陳 悅，等. 外源硒對水稻籽粒營養(yǎng)品質和重金屬含量的影響[J]. 江蘇農業(yè)學報，2013，29(4)：760-765.

[24] 鄭淑華，朱凰榕，李 榕，等. 自然富硒土中Se對不同水稻籽粒吸收Cd的影響[J]. 環(huán)境保護科學，2014，40(5): 74-77.

[25] Shanker K，Mishra S，Srivastava S，etal.. Effect of selenite and selenate on plant uptake of cadmium by kidneybean (Phaseolusmungo) with reference to Cd-Se interaction [J]. Chem. Spec. Bioavailab.,1995,7 (3)：97-100.

[26] Shanker K，Mishra S，Srivastava S，etal.. Effect of selenite and selenate on plant uptake of cadmium by maize (Zeamays) [J]. Bull. Environ. Contam. Toxicol.，1996，56(3)：419-424.

[27] 劉春梅，羅盛國，劉元英. 硒對鎘脅迫下寒地水稻鎘含量與分配的影響[J]. 植物營養(yǎng)與肥料學報，2015，21(1)：190-199.

[28] 鐵 梅，劉 陽，李華為，等. 硒鎘處理對蘿卜硒鎘吸收的影響及其交互作用[J]. 生態(tài)學雜志，2014，33(6)：1587-1593.

[29] 李榮林，王勝兵，李優(yōu)琴. 鋅硒對油菜吸收和累積鎘的影響[J]. 江蘇農業(yè)學報，2008，24(3)：274-278.

[30] He P P，Lv X Z，Wang G Y. Effects of Se and Zn supplementation on the antagonism against Pb and Cd in vegetables [J]. Environ. Int.,2004，30(2)：167-172.

[31] 郭 鋒，樊文華，馮兩蕊，等．硒對鎘脅迫下菠菜生理特性、元素含量及鎘吸收轉運的影響[J]. 環(huán)境科學學報，2014，34(2)：524-531.

[32] 呂選忠，宮象雷，唐 勇. 葉面噴施鋅或硒對生菜吸收鎘的拮抗作用研究[J]. 土壤學報，2006，43(5)：868-870.

[33] 張翠翠，常介田，趙 鵬. 葉面施硒對西瓜鎘和鉛積累的影響[J]. 華北農學報，2013，28(3)：159-163.

[34] Zhao J，Hu Y，Gao Y，etal.. Mercury modulates selenium activity via altering its accumulation and speciation in garlic (Alliumsativum) [J]. Metallomics，2013，5(7)：896-903.

[35] Shanker K， Mishra S，Srivastava S，etal.. Study of mercury-selenium(Hg-Se)interactions and their im pact on Hg uptake by the radish(Raphanussativus)plant [J]. Food Chem. Toxicol.，1996，34：883-886.

[36] Zhang H, Feng X, Zhu J,etal.. Selenium in soil inhibits mercury uptake and translocation in rice (OryzasativaL.) [J]. Environ. Sci. Technol.，2012，46(18)：10040-10046.

[37] 劉 達，涂路遙，趙小虎，等. 鎘污染土壤施硒對植物生長及根際鎘化學行為的影響 [J]. 環(huán)境科學學報，2016，36(3)：999-1005.

[38] Chang H，Zhou X B，Wang W H，etal.. Effects of selenium application in soil on formation of iron plaque outside roots and cadmium uptake by rice plants[J]. Adv. Mater. Res.，2013，750(1)：1573-1576.

[39] 李云云，趙甲亭，高愈希，等. 根表鐵膜的形成和添加硒對水稻吸收轉運無機汞和甲基汞的影響 [J]. 生態(tài)毒理學報，2014，9(5)：972-977.

[40] 周鑫斌，于淑慧，王文華，等. 土壤施硒對水稻根表鐵膜形成和汞吸收的影響 [J]. 西南大學學報(自然科學版)，2014，36(1)：91-95.

[41] Lux A，Martinka M，Vaculík M，etal.. Root responses to cadmium in the rhizosphere: A review [J]. J. Exp. Bot.， 2011，62(1)：21-37.

[42] Li H F，McGrath S P，Zhao F J. Selenium uptake, translocation and speciation in wheat supplied with selenate or selenite [J]. New Phytol.，2008，178(1)：92-102.

[43] Qiang Z X，Namiki M，Naoki Y，etal.. Involvement of silicon influx transporter OsNIP2;1 in selenite uptake in rice [J]. Plant Physiol.，2010，153(4):1871-1877.

[44] Pal R，Rai J P N. Phytochelatins: peptides involved in heavy metal detoxification [J]. Appl. Biochem. Biotech.，2010，160(3)：945-996.

[45] Salt D E，Prince R C，Pickering I J，etal.. Mechanisms of cadmium mobility and accumulation in Indian mustard [J]. Plant Physiol.，1995，109(4)：1427-1433.

[46] Malik J A，Goel S，Kaur N，etal.. Selenium antagonises the toxic effects of arsenic on mungbean (PhaseolusaureusRoxb.) plants by restricting its uptake and enhancing the antioxidative and detoxification mechanisms [J]. Environ. Exp. Bot.，2012，77：242-248.

[47] Rana S V S, Verma S. Protective effects of GSH, vitamin E, and selenium on lipid peroxidation in cadmium-fed rats [J]. Biol. Trace Elem. Res.，1996，51(2)：161-168.

[48] Srivastava M，Ma LQ，Rathinasabapathi B，etal.. Effects of selenium on arsenic uptake in arsenic hyperaccumulatorPterisvittataL. [J]. Bioresource Technol.,2009,100(3)：1115-1121.

[49] Liu D，Kottke L，Adam D. Localization of cadmium in the root cells ofAlliumcepaby energy dispersive X-ray analysis [J]. Biol. Plant.，2007，51(2)：363-366.

[50] Li D，Zhou D，Wang P，etal.. Subcellular cd distribution and its correlation with antioxidant enzymatic activities in wheat (Triticumaestivum) roots [J]. Ecotoxicol. Environ. Safe.,2011，74(4)：874-881.

[51] Wang X，Tam N F，F(xiàn)u S，etal.. Selenium addition alters mercury uptake, bioavailability in the rhizosphere and root anatomy of rice (Oryzasativa) [J]. Annu. Bot.，2015，114(2)：271-278.

[52] Yadav S K. Heavy metals toxicity in plants: An overview on the role of glutathione and phytochelatins in heavy metal stress tolerance of plants [J]. S. Afr. J. Bot.，2010，76(2):167-179.

[53] 薛文韜，嚴 俊，楊榮志，等. 硒酸鈉對小麥谷胱甘肽過氧化物酶活性的影響 [J]. 貴州農業(yè)科學，2010，38(12)：89-91.

[54] 陳 平，吳秀峰，張偉鋒，等. 硒對鎘脅迫下水稻幼苗葉片元素含量的影響[J]. 中國農業(yè)生態(tài)學，2006，14(3)：114-117.

李花粉教授團隊介紹

本團隊主要研究硒在土壤-植物系統(tǒng)中的遷移轉化以及硒對重金屬的解毒作用，建立了硒形態(tài)測定與分析技術。近年來在“New Phytologist”，“Plant and Soil”，“Journal of Agricultural and Food Chemistry”等刊物上發(fā)表多篇論文。相關科研項目有國家自然科學基金“水稻根際硒形態(tài)轉化及吸收轉移機理研究”和“硒緩解水稻累積鎘的根際調控機制研究”以及公益性行業(yè)(農業(yè))科研專項“優(yōu)質高效富硒農產品關鍵技術研究與示范”等。

ProgressonInfluenceMechanismofSeleniumonCadmiumUptakeandTranslocationinPlants

WAN Yanan, YU Yao, QI Tiantian, LINGHU Jingying, LI Huafen*

BeijingKeyLaboratoryofFarmlandSoilPollutionPreventionandRemediation,CollegeofResourcesandEnvironmentalSciences,ChinaAgriculturalUniversity,Beijing100193,China

Selenium (Se) is an essential element for animals and human. It could remove free radicals in plants, improve the yield and quality of crops, and mitigate heavy metal stress and accumulation. This paper investigated the effects of Se on cadmium (Cd) uptake and translocation in different plant species, and summarized mechanisms involved with Se for mitigation of Cd stress, which was expected to provide references for developing strategies for reducing Cd accumulation in agricultural products.

selenium; cadmium; uptake; translocation; mitigation

2017-07-11;接受日期2017-07-17

國家自然科學基金項目(41471271)；國家公益性行業(yè)(農業(yè))科研專項(201303106)資助。

萬亞男，博士研究生，主要從事環(huán)境污染化學研究。E-mail:2549354538@qq.com。*通信作者：李花粉，教授，主要從事環(huán)境污染化學研究。E-mail：lihuafen@cau.edu.cn

10.19586/j.2095-2341.2017.0083