两种硒源对红秆萝卜芽生长、硒富集及抗氧化酶活性的影响

摘    要：为探究硒（Se）对红秆萝卜芽生长、硒累积、品质及抗氧化酶活性的影响，采用不同浓度亚硒酸钠（Se⁴⁺）和硒酸钠（Se⁶⁺）以浸种+水培方式培养萝卜芽。萝卜芽对Se6+的累积能力较Se⁴⁺强且呈剂量－效应关系，最高Se富集量分别为168.37和117.40 mg·kg^-1；萝卜芽Se富集系数均随Se浓度升高而减小；与对照相比，低质量浓度Se⁶⁺（0.5、1.0 mg·L^-1）显著促进了萝卜芽苗高生长和苗质量增大，有效增加了萝卜芽产量；4.0 mg·L^-1 高质量浓度Se⁶⁺对萝卜芽总酚和类黄酮表现出抑制作用；Se⁴⁺促进了叶绿素和花青素含量的提高；2种Se对萝卜芽POD活性和GSH含量无显著影响，CAT活性均随Se浓度增加表现先升高后降低的趋势，与MDA含量变化趋势相反；SOD酶活性随Se⁴⁺浓度增加而持续升高。综合来看，Se⁶⁺在促进萝卜芽生长、Se累积和抗氧化酶活性升高方面表现较佳。0.5、1.0 mg·L^-1 Se⁶⁺处理对萝卜芽可食产量、品质和抗氧化能力的提升作用较显著。该研究可以为富硒萝卜芽的实际生产提供理论依据和指导。

关键词：萝卜芽；硒；生物强化；生物量；抗氧化酶活性

中图分类号：S631.1 文献标志码：A 文章编号：1673-2871（2023）07-117-09

Effects of sodium selenite and sodium selenate on the growth， selenium accumulation and antioxidant enzyme activity of red radish sprouts

GUO Meiling SHI Jianing DOU Yunhui WANG Xiaojing WANG Ruiping YUE Shizhong

（1. Shandong Provincial Key Laboratory of Biophysics/Institute of Biophysics， Dezhou University， Dezhou 253023， Shandong， China; 2. Department of Life Sciences， Dezhou University， Dezhou 253023， Shandong， China; 3. Dr. Fa Biotechnology Co.， Ltd.， Dezhou 253000， Shandong， China）

Abstract： To explore the effects of selenium（Se）on the growth， Se accumulation， quality， and antioxidant enzyme activity of red radish sprouts， diverse concentrations of sodium selenite（Se⁴⁺） and sodium selenate（Se⁶⁺） were used to cultivate sprouts by seed soaking + hydroponics in this study. The results show that radish seedlings treated with Se⁶⁺ had greater Se accumulation ability than with Se4+， and showed a dose-effect， the highest Se concentrations accumulated by radish sprouts in two Se species treatment were 168.37 mg·kg^-1 and 117.40 mg·kg^-1， respectively; low concentrations of Se6+（0.5 mg·L^-1 and 1.0 mg·L^-1）significantly promoted the shoot height and sprout biomass， but high Se⁶⁺ concentration（4.0 mg·L^-1）inhibited both root length and weight; the highest Se⁶⁺ group（4.0 mg·L^-1）showed inhibition effect on total phenolic and flavonoid content; chlorophyll and anthocyanins contents were facilitated by Se⁴⁺; two Se species both had no significant effect on the POD activity and GSH content of sprouts; CAT activity showed a first increase and then shrink with the increasing Se concentration. Contrary to the content of MDA， Se addition accelerated CAT enzyme activity; SOD enzyme activity continued to increase with the intensification of Se⁴⁺ concentration. Se⁶⁺ performed better in promoting sprout growth， Se accumulation， and antioxidant enzyme activity. 0.5 and 1.0 mg·L^-1 Se⁶⁺ treatment showed relatively remarkable effects on improving the edible yield， quality and antioxidant capacity of sprouts. This study can provide a theoretical basis and guidance for the actual production of Se-enriched radish seedlings.

Key words： Radish sprouts; Selenium; Biofortification; Biomass; Antioxidant enzyme activity

种子发芽过程能激活各类活性物质的生物合成及代谢相关途径，因此芽苗菜中所含的有益于人体健康的营养成分种类（如黄酮类、维生素、异硫氰酸盐、矿物质、叶酸等）增多与含量明显提高[1]，这也是近年来芽苗菜备受欢迎的主要原因之一。芽苗菜的营养价值还能通过生物强化等措施进一步提升，极具成为新型功能食品的潜力[2]。

硒（Se）具有提高机体免疫力、抗氧化、抗病毒、促进机体生长发育等重要生物学功能[3-4]，是动物必需、对植物有益的一种微量营养元素。Se的亏缺或过量与人体多种疾病的发生密切相关，如缺Se会导致克山病、甲状腺功能减退等病症[5]。成年人每天Se的推荐摄入量为60 μg，人体Se营养主要来源于食物[4]。然而，我国大部分地区（72%）土壤Se匮乏，直接导致人体通过食物获取Se不足[6-7]。

在种子发芽过程中，采用必需元素生物强化是一种简单、高效、成本低的提高芽苗菜营养价值的方法，已应用于农业生产中[2]。Se生物强化是提高芽苗菜Se含量的有效途径，在强化过程中芽苗还能将毒副作用较大的无机Se转化为更安全和更易被机体吸收的有机态Se[8-9]。通过直接或间接食用富Se芽苗可有效提高人体Se摄入量，如乌克兰等国家采用富Se芽苗制作富Se面包，以满足人们日常Se需要[10-11]，且富Se芽苗比无机Se和酵母Se更易被生物吸收利用，具有更高的生物可利用率[12]。此外，Se处理还能促进芽苗生长[13]、具有提高芽苗活性成分（如酚类、黄酮类和部分必需氨基酸等）含量[14]等作用。前人在多年前就发现了富含萝卜硫素等活性成分的富Se芽苗及其提取物具有增加前列腺癌和结肠癌细胞凋亡或抑制其活性的作用[15-16]。芽苗中的单甲基化Se氨基酸或低分子量Se化合物具有较高的抗癌活性，能够用作预防、治疗癌症的食物[17-20]。

十字花科植物萝卜对Se具有良好的富集和有机Se转化能力。萝卜苗富含酚类、异硫氰酸盐、维生素C等生物活性成分和抗氧化功能[21]，备受人们喜爱。目前关于富Se萝卜芽苗的研究较少，且侧重点各有不同。笔者以红秆萝卜苗为研究对象，利用不同浓度的2种Se源通过浸种+水培的方式培养富Se萝卜苗，并探究其对芽苗生长、Se累积、品质指标及抗氧化酶活性的影响。与其他有关芽苗Se生物强化采用单独浸种、水培或叶面喷施Se的研究不同，笔者采用浸种+水培的方式实现萝卜苗的Se强化，能够得到Se累积量更高且没有无机Se残留的安全高价值芽苗，也能为富Se萝卜芽苗的实际生产提供理论指导。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

红秆萝卜种子购于寿光益园中科农资公司，五水合亚硒酸钠（Na₂SeO₃·5H₂O，Se⁴⁺）购于西亚试剂，硒酸钠（Na₂SeO₄，Se⁶⁺）购于上海思域化工科技有限公司，SOD、CAT、POD、GSH和MDA检测试剂盒购自北京索莱宝科技有限公司，其他化学试剂均为国产分析纯，由国药集团化学试剂有限公司提供。

1.2 仪器与设备

7500c型电感耦合等离子–质谱仪（ICP-MS，美国Agilent 公司）、控温式远红外消煮炉（LWY-84B，北京恒奥德有限公司）、数显鼓风干燥箱（101-4AS，康恒仪器有限公司）、通风橱（SW-TFG-15，上海中庸检验设备有限公司）、万分之一天平（PTX-FA210，华志电子科技有限公司）、智能人工气候箱（YKRD-500B，合肥右科仪器设备有限公司）、多功能酶标仪（Multiskan GO，上海智理科学仪器有限公司）。

1.3 试验方法

1.3.1 硒溶液配制 分别称取适量五水合亚硒酸钠（Na₂SeO₃·5H₂O）和硒酸钠（Na₂SeO₄），用去离子水配成浓度（ρ，后同）分别为4.0、2.0、1.0、0.5 mg·L^-1的Se溶液。

1.3.2 芽苗培养 试验于2022年9月在德州学院智能人工气候箱中开展。挑选大小均匀、饱满无破损的红秆萝卜种子各1000粒，用0.1%的NaClO溶液将种子浸没消毒5 min；去离子水洗干净种子后加入不同浓度的2种Se溶液，置于培养箱浸种10 h；去离子水冲洗种子后均匀铺在育苗托盘（长、宽、高分别为35、24、4 cm）上，并在种子表面盖一层湿润的吸水纸，底盘中加入500 mL 各自浓度Se溶液以保证环境湿润，以去离子水处理为对照（Se0），每个处理3次重复；种子置于光照培养箱中黑暗催芽，2 d后待根长至约1 cm移除上层吸水纸并继续进行水培[温度（24±2） ℃，湿度60%，光照度8000 lx，光/暗：12/12 h]，期间每2 d换一次底盘中的Se溶液；第10 天采收萝卜芽样品，用去离子水彻底清洗、晾干水分。

1.3.3 萝卜芽生长指标测定 随机选取10棵采收的萝卜芽分别采用刻度尺测定上部苗高和下部根长，同时测定20棵芽苗的总芽质量和根质量（各3次重复），芽质量/根质量即为冠根比。

1.3.4 萝卜芽总Se含量测定 采用Tian等人[25]适当修改后测定样品Se含量；取上部萝卜芽置于烘箱杀青（105 ℃）30 min后烘干（60 ℃），准确称取0.2 g（精确至0.000 1 g）于玻璃消煮管，加5 mL HNO3（65%）置于通风橱中冷消化过夜；按照以下程序消解：90 ℃ 30 min，150 ℃ 30 min，加2 mL H₂O₂（30%）后150 ℃保持60 min，再加入1 mL HCl（6 mol·L^-1）保持30 min后结束消煮过程[22]，用去离子水定容（25 mL），摇匀、过滤，用ICP–MS测定Se元素含量。以大葱（GBW10049，Se含量0.069±0.009 mg·kg^-1）为标准物质，测定其Se回收率为（97.69±2.11）%。