1 植物对硒的吸收及转运机制
土壤中存在的硒具有多种形式,调查显示,土壤中硒的存在形式可能受到氧化还原电势和pH值的影响,热力学计算表明,在碱性和氧化性较强的土壤中,硒酸盐占主导地位;在pH值为酸性至中性的排水良好的矿质土壤中,亚硒酸盐为主要形式[14]。植物对不同价态的硒的吸收方式不同,研究发现,硒酸盐进入细胞是一种耗能的主动运输过程[15],而亚硒酸则以被动扩散的方式进入植物细胞[16]。土壤中也存在如有机硒、金属硒化合物、元素硒(SeO)等其他形式的硒,但是植物能够吸收利用的主要还是硒酸盐和亚硒酸盐。
硒与硫属于同族元素,两个元素的结构和性质具有相似性,两者可能共用转运通道。Hawkesford等(2000年)发现在硫酸盐的利用率维持在较低的水平时,其转运蛋白的基因表达量因提升了数倍,从而增强对硫酸盐的吸收能力[17-19]。在拟南芥突变体材料中发现编码硫酸盐转运蛋白SULTR1;2基因发生突变,导致植株硒酸盐的含量下降,说明该硫酸盐转运蛋白可能参与吸收硒酸盐[20]。Shinmachi等通过控制硫肥的施用发现在未使用硫肥的处理中硒元素的含量更高,他们推测这可能与硫转运蛋白的竞争减弱有一定关系[21]。虽然不同类型的植物对于硒酸盐的转运存在差异,但是目前大多数研究都认为高亲和力的硫转运子在硒的转运过程中起关键作用[21-22]。