实时成像分析氟在茶树体内的运输及硒氟互作对茶树氟积累和生理影响的研究

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茶树是一种典型的聚氟植物,长期饮用高氟砖茶容易导致氟中毒。目前,氟在茶树体内的运输途径以及硒氟互作对茶树生理的影响的研究报道还较少。本实验以无性系舒茶早为材料,利用同位素示踪成像技术研究氟在茶树体内的运输机理,而后研究了硒氟互作对茶树体内氟、硒以及其它矿质元素和抗氧化酶的影响。本研究为氟在茶树体内的运输途径提供直接的证据,并初步探讨了硒对茶树体内氟、其它矿质元素和抗氧化酶的影响,为降低茶叶中氟含量提供理论依据。针对上述问题,具体研究内容以及结果如下:1.采用正电子发射断层扫描成像技术(PET)及荧光探针技术研究茶树氟的吸收、运输和分布。结果表明:(1)茶树根系对氟有滞留作用,经过约1.5 h运输至地上部,氟在茎内主要通过木质部向上运输,运输速度较慢,8h监测结束时未在叶片中监测到氟活度。茶树茎的结节部位在氟的运输和贮存过程中可能扮演重要的角色。(2)茶树叶柄饲喂实验发现:氟主要先沿着茎向下运输,在7 min左右已运输至根茎处,运输速度较快,但在8 h监测结束时并未在根系中监测到氟活度。氟在向叶片运输和分配中,首先运输至顶端叶片且具有侧向性,即优先向同侧运输(饲喂点同侧)。2.采用水培试验研究硒氟交互下对茶树体内氟、硒、矿质元素及抗氧化酶活性的影响,结果表明:(1)外源添加硒具有降低茶树叶片氟含量的作用。所有硒处理组茶树老叶和嫩叶的氟含量均低于对照组。而氟处理组茶树根系氟含量随硒浓度的增加而逐渐升高,这有可能是硒促进了茶树根系对氟吸收或硒对氟有一定的滞留作用。(2)硒、氟处理对茶树体内硒含量具有显著的影响。茶树体内(根、老叶和嫩叶)硒含量随着硒处理浓度的增加逐渐升高;低浓度氟(5.0 mg/L)处理时促进了硒在茶树体内的积累,尤其是老叶。(3)茶树根、老叶和嫩叶中钙(Ca)含量随着氟处理浓度的升高逐渐升高,而根和老叶中Ca含量随着硒处理浓度的升高逐渐降低,嫩叶随着硒浓度的升高逐渐升高。硒氟互作抑制了茶树根系和老叶锰(Mn)的积累。硒氟互作增加茶树体内铜(Cu)的积累。氟促进茶树对铝(Al)、镉(Cd)和铅(Pb)的吸收,而硒抑制Al、Cd和Pb的积累(4)茶树叶片内的抗氧化酶(SOD、POD和CAT)活性随氟处理浓度的增加呈先升高后降低的趋势。在相同氟处理浓度时,茶树叶片SOD和POD活性均随硒浓度的升高呈先升高后降低,SOD和POD活性分别在0.25和0.5 mg/L硒时最高;而CAT的活性在0和5.0 mg/L氟处理时随硒浓度的增加逐渐升高,在20 mg/L氟处理时随硒浓度的增加先升高后降低。结果表明,低氟或低硒提高茶树体内抗氧化酶的活性,高氟或高硒降低抗氧化酶的活性。
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