1、孙协平，钟美，梁东，等 硒元素调控富硒高褪黑素甜樱桃生产的探讨(综述)J 江苏农业科学，2023，51(4):146 152doi:10 15889/j issn1002 1302 2023 04022硒元素调控富硒高褪黑素甜樱桃生产的探讨硒元素调控富硒高褪黑素甜樱桃生产的探讨(综述综述)孙协平1，钟美1，梁东2，夏萍1，冉卫军1，杨沙1，田洁1，黄胡铃1，向宇慧1，寇琳羚3，罗友进4(1 长江师范学院现代农业与生物工程学院，重庆 408100;2 四川农业大学园艺学院，四川成都 411130;3 重庆市农业技术推广总站，重庆 401121;4 重庆市农业科学院，重庆 401329)摘要:甜樱
2、桃味美、营养价值高并含有褪黑素。硒元素是人体必需元素，也是植物有益元素，在提高作物产量、品质、抗逆等方面有着重要作用。富硒高褪黑素甜樱桃将备受消费者的青睐，也是育种科学研究追求的目标之一。然而褪黑素在植物体内的合成代谢途径尚未全面清晰，硒在植物体内的吸收、转运和贮存也未完全明确。本文从甜樱桃的营养、观赏和应用方面明确了甜樱桃具有的价值;从富硒水果的价值、硒对甜樱桃品质及褪黑素的影响方面进行探讨，生产富硒甜樱桃较为容易，而要达到高褪黑素水平有一定的不确定性;从植物体内褪黑素合成途径、甜樱桃褪黑素合成途径、硒对甜樱桃褪黑素合成途径的影响等方面进行探索，明确植物体内褪黑素合成途径具有多样性，硒调控植
3、物体内褪黑素含量具有复杂性，为硒调控甜樱桃褪黑素含量提供一定的理论方向。关键词:富硒;高褪黑素;合成途径;甜樱桃中图分类号:S662 501文献标志码:A文章编号:1002 1302(2023)04 0146 06收稿日期:2022 03 14基金项目:国家自然科学基金(编号:31901972)。作者简介:孙协平(1983)，女，山东烟台人，博士，讲师，主要从事果树生理与生态方面的研究。E mail:xieping444163 com。目前，世界上生产种植的樱桃主要有甜樱桃Cerasus avium(Linn)Moench 、中 国 樱 桃 Cerasus pseudocerasus(Lind
4、l)G Don、酸樱桃(Cerasus vulgaris Mill)、毛樱桃Cerasus tomentosa(Thunb)Wall 等。我国市场上主要销售的樱桃果实是前2 种 1，其中甜樱桃又称欧洲甜樱桃、大樱桃、车厘子，是蔷薇目蔷薇科樱属植物，原产于欧洲东南、亚洲西部以及非洲西北部地区。我国现有樱桃栽培面积约 26 67 万 hm2，甜樱桃 23 33 万 hm22，是世界甜樱桃主要生产国之一。随着产业的发展，富硒(Se)高褪黑素甜樱桃的生产也将成为研究热点之一。那么，硒能否提高甜樱桃褪黑素的合成?本综述将系统分析甜樱桃、硒和褪黑素三者之间的关系，研究能否通过调控硒的施用技术来提高褪黑素含
5、量，为富硒高褪黑素甜樱桃的生产提供依据。1甜樱桃的主要价值甜樱桃因其早熟性和优良品质而深受消费者喜爱，这主要与其色泽、甜度、酸度、硬度等品质有关3，其果实中的总抗氧化活性、总酚类化合物、花青素和维生素 C 含量等品质也备受关注。甜樱桃果实总抗氧化能力为 1 02 mmol/100 g，高于苹果(0 29 mmol/100 g)、香蕉(0 2 mmol/100 g)、梨(0.18 mmol/100 g)，略低于李子(106 mmol/100 g)、柑橘(114 mmol/100 g)等水果4。甜樱桃总酚类含量为 44 3 87 9 mg 没食子酸/100 g5，维生素 C含量为 3 15 19
6、52 mg/100 g6。甜樱桃果质量一般为 5 0 15 0 g，比中国樱桃和欧洲酸樱桃大。可溶性固形物含量与中国樱桃不相上下，比欧洲酸樱桃高1，7 8。某些品种甜樱桃的褪黑素含量高，对提升睡眠有极大的帮助6，9。国内外已有许多果树运用于园林绿化中。甜樱桃树为多年生落叶乔木，可单株种植、丛植、列植或成片种植，适合种植在山地、平原、城市道路、别墅、花园、公园等地10，也可以种植在庭院中，而经过矮化后的甜樱桃可作为楼房家庭的阳台观赏植物。可从树形、花果型、花果香、叶色等方面欣赏11。单一品种花期虽在 10 d 左右，采用多品种交错种植可将花期延长 20 d 左右，达到美化乡村、促进观光旅游收入的
7、效果。果的观赏价值主要体现在果色缤纷，从未成熟果的绿油油到成熟果的白、黄、橙、鲜红、紫、紫红、紫黑色以及 2 种颜色相间等，增加了视觉的美感。果实在形态上有心形、肾形、圆形、扁圆形、椭圆形、卵形等。甜樱桃种子清洗干净后，用塑料自封袋装好置于冰箱保鲜层，通641江苏农业科学2023 年第 51 卷第 4 期过 4 6 个月的低温处理(0 7)，种子破壳萌发后进行盆栽播种，可观赏幼苗。甜樱桃树的根、茎、叶、果实、核仁均可入药，随着甜樱桃种植面积的不断扩大，合理开发甜樱桃树资源，意义重大12。此外，甜樱桃树的叶子还可分离出沉香醇，占树叶中挥发性油总量的 8 5%左右13，而沉香醇是一种非环状单萜，具
8、有清甜的花香味，具有抗炎、抗氧化、镇定、抗菌及止痉挛等作用14。甜樱桃树心材为淡红色至棕色，纹理通直，可用作很好的表面加工材料15。2硒在甜樱桃上的应用2 1富硒水果的价值20 世纪 70 年代前，人们将硒定义为有毒害元素。随着人类认知水平的提高，世界卫生组织和国际营养组织把硒元素定义为人体和动物必需的微量元素。据中华人民共和国国家卫生和计划生育委员会 2017 年发布的最新中国居民膳食营养素参考摄入量指出，成人每天硒平均需要量为50 g，最高摄入量为 400 g。我国 39%61%的人口硒摄入量低于 26 34 g/d16，摄入量严重不足。进入21 世纪20 年代，人们需求已经从“物质文化的
9、需要”转变为“美好生活的需要”，饮食供应中的营养性和安全性必然会成为民生焦点。2022 年我国已经步入老龄化社会，老龄化程度持续加深，预计2050 年我国老年人口将增至总人口的1/317。面临人体新陈代谢能力、机体各种功能逐渐减退等重要问题，人们可以通过食用既有营养又有保健功能的食品来实现“医食同源”，从而达到延年益寿、增强体质的目的。硒的营养价值和医疗保健价值也是研究热点之一。食用富硒水果可作为一种重要手段，既能提高国民的硒摄入量，还能达到一定的保健作用。天然富硒农产品主要来自高硒地区，如湖北恩施、陕西紫阳等地。而我国是一个缺硒大国，在自然状态下水果的含硒量较低，鲜有达到富硒标准(10 50
10、 g/kg FW)16，18。通过土壤施用硒肥或者叶面喷施硒肥是获得富硒水果的主要途径之一19。富硒樱桃、苹果、梨、火龙果、葡萄、柑桔、荔枝、杨梅等应运而生。但富硒水果产品的市场价值尚未充分挖掘，仍然存在广阔的市场前景20。2 2硒对甜樱桃品质的影响叶面喷施 4 种浓度的硒肥能够提高果实中的超氧化物岐化酶活性，降低丙二醛含量和脯氨酸的积累21。落花后，喷洒 2 次亚硒酸钠，间隔 7 d 分别喷硒浓度为 10、20、40 mg/L 亚硒酸钠的果实硒含量显著高于对照，并达到富硒食品标准22。在品质方面，叶面施用硒增加了单果质量和硬度，降低了可滴定酸和可溶性固形物含量，但均未达到显著水平;同时提高了
11、维生素 C 含量，10、20 mg/L 的硒浓度处理达到显著水平22。硒对甜樱桃果实品质有一定的促进作用，这与硒在其他果树上施用的效果相似23 24。叶面喷洒不同浓度硒后，甜樱桃果实中的平均果质量、果实硬度、维生素 C 含量提高，可滴定酸含量降低，果实中硒含量随着硒浓度的增加而增加，且降低了重金属含量21 22。与叶面喷施相比，根施硒肥能够显著提高硒的积累，并增加可食用部分的安全性19，25。此外，根施硒肥在提高果实产量和品质的同时，还能促进果树的生长、提高抗氧化水平26 29。目前，使用的硒肥形态主要包括硒酸盐、亚硒酸盐、硒粉、有机硒，其中硒酸盐对植物的损害度低于亚硒酸盐，并且植物对硒酸盐的
12、富集转运能力高于亚硒酸盐30 31。商品化的硒肥种类繁多，对于多年生的果树应注重其肥料的利用率以及施用时间26，32。根施硒肥对甜樱桃品质的影响尚未见报道。早在 1986 年Angradi 等研究表明，根系施用亚硒酸钠导致黑樱桃(Prunus serotina Ehrh)的硒含量增加;当土壤硒含量在 10 mg/kg 时，降低了幼树直径;当叶片硒浓度为 10 mg/kg(干质量)时，致死率为 50%33。有研究指出，根施 2 mg/L 的硒酸钠、亚硒酸钠处理二年生的甜樱桃(布鲁克斯、红蜜)，甜樱桃叶片硒含量在硒酸钠处理下显著高于亚硒酸钠处理34。近期，笔者所在课题组也做了一系列根施硒处理对甜樱
13、桃生长、生理以及果实品质方面的影响研究。根据前期研究结果，在 2021 年以重庆市丰都县高山区 4年生休眠期甜樱桃为试验材料，以硒酸钠(硒酸盐)为硒源，并与田间生产的杂草堆肥相结合，利用环保无纺布袋组装成袋装肥，每株施用 77 mg，分析两边(果树两侧)和一边(一侧)施用对萨米脱甜樱桃果实品质和硒含量的影响。2 种施肥方式对甜樱桃单果质量、果核质量、果实横纵经、可溶性固形物、总酚含量影响不显著，但均能提高果实硒含量和维生素 C 含量，这与戚霄晨等的研究结果22 相似，其中果实硒含量提高达到显著水平，而仅有一边施用维生素 C 含量与对照达到显著水平(表1)。试验中741江苏农业科学2023 年第
14、 51 卷第 4 期甜樱桃果实平均含水量为 87 85%，通过折算，果实硒含量均大于 0 01 mg/kg(鲜质量)，说明这 2 种施硒肥方式均能够获得富硒甜樱桃果实。综合考虑，采用一边施用方法较好，也较为省力。表 1不同施肥方式对甜樱桃果实品质的影响施肥方式单果质量(含果柄，g)果核质量(g)单果质量(不含果柄，g)横径(mm)纵径(mm)可溶性固形物含量(%)总酚含量(mg/g)硒含量(mg/kg DW)维生素 C含量(mg/kg)对照800 0838a0385 6 0048a789 0850a2658 1190a2227 1540a1416 0955a2291 8125a0310 016
15、4b8530 6731b两边施用807 0784a0382 2 0038a793 0689a2590 0973a2388 0863a1336 0648a1664 7939a1013 0076a13112 5129ab一边施用733 0884a0371 2 0034a730 0872a2499 0997a2289 0773a1479 1167a2918 9150a1152 0289a19659 1553a注:同列数据后不同小写字母代表差异显著(P 005)。下表同。2 3硒对甜樱桃褪黑素的影响甜樱桃果实中含有褪黑素 N 乙酰基 5 甲氧基色胺(C13N2H16O2)，该物质具有较强的保健功能，尤
16、其在提高睡眠质量方面6，失眠患者口服剂量 3 mg/d 也能达到明显的治疗效果35。此外，褪黑素在镇痛、调节昼夜节律和繁殖周期、治疗骨质疏松和创伤性周围神经缺损、抑制癌细胞等方面都起到明显的作用36 39。李玲等对少硒地区甜樱桃叶片硒和褪黑素的含量进行分析，发现硒与褪黑素含量呈正相关，并初步筛选出硒和褪黑素含量相对较高的俄罗斯 8 号、红蜜、萨米脱、短枝一号品种，为发展富硒高褪黑素甜樱桃提供依据40。笔者所在课题组通过施用不同剂量的硒酸钠，发现低剂量硒酸钠对甜樱桃叶片褪黑素的含量影响不显著，而高剂量(96 mg/株)硒酸钠能促进褪黑素的积累41。硒对甜樱桃褪黑素的合成有一定的影响，并受硒的价态、品种、剂量等因素的影响34，40 41。在甜樱桃中根施褪黑素也能增加甜樱桃叶片硒含量34。2 4硒对甜樱桃生理的影响不同形态硒对甜樱桃的生理特性也存在一定的影响。叶面喷施适量的亚硒酸钠可显著提高美早甜樱桃叶片中的超氧化物歧化酶活性，降低丙二醛和脯氨酸的积累21。同时，根施硒酸钠 2 种施硒方式对叶片 N、K、Ca 以及 Fe 含量影响不显著。但是两边施用处理下的叶片磷含量显著低于对照(表 2)。
