硒纳米颗粒生物强化绿豆（Vigna radiata L.）的生理特性与种子品质：温室与半自然条件下的影响研究

为解决全球隐性饥饿问题中硒营养缺乏的挑战，研究人员开展硒纳米颗粒（SeNP）叶面喷施对绿豆生理特性及种子品质影响的研究。通过温室与半自然条件对比实验，发现50 mg/L SeNP处理可显著提升超氧化物歧化酶（SOD）活性36.9%、干物质积累10%，并增加种子产量243%，同时实现硒含量提升1053%。该研究为作物硒生物强化提供了高效安全的纳米技术策略，对改善人类膳食硒摄入具有重要意义。

　　

硒（Se）作为人体必需的微量元素，在抗氧化防御、DNA合成和免疫调节中发挥关键作用，但全球约10-15亿人面临硒摄入不足的“隐性饥饿”。植物源性硒因其高生物利用度和安全性成为理想补充途径，然而传统硒肥存在效率低、毒性大等问题。绿豆（Vigna radiata L.）作为高蛋白短周期作物，其硒强化潜力尚未充分挖掘。针对这一科学问题，中国的研究团队在《Plant Nano Biology》发表研究，系统评估了硒纳米颗粒（SeNP）对绿豆生理特性及种子品质的影响，为精准农业与营养干预提供新思路。

研究采用温室与半自然条件双模型，通过叶面喷施25-75 mg/L SeNP，结合超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化氢酶（CAT）活性检测、透射电镜（TEM）亚细胞观察及电感耦合等离子体发射光谱（ICP-OES）元素分析等技术，解析SeNP的剂量效应与环境依赖性。

研究结果
3.1 温室环境
3.1.1 过氧化氢
50 mg/L SeNP使叶片H₂
O₂
降低53%，表明其有效缓解氧化应激。
3.1.4 抗氧化活性
25-50 mg/L SeNP显著提升SOD活性26.9-36.9%，但75 mg/L导致酶活性下降，呈现“低促高抑”效应。
3.1.7 亚细胞结构
75 mg/L处理组细胞壁变形、淀粉粒异常堆积，TEM显示光合作用相关结构受损，印证高剂量毒性。

3.2 半自然环境
3.3.4 种子产量
50 mg/L SeNP使产量提升243%，且无细胞损伤，证实田间条件下纳米硒的农艺优势。
3.4.3 硒积累
75 mg/L处理组种子硒含量达1053%增幅，但伴随铁（Fe）、锌（Zn）含量下降21.8-71%，提示需平衡微量元素配比。

讨论与意义
该研究首次揭示SeNP对绿豆的双重效应：低浓度（25-50 mg/L）通过激活SOD等抗氧化酶系缓解氧化损伤，而高浓度（75 mg/L）仅在温室引发毒性，表明环境适应性是关键。半自然条件下SeNP显著提升产量与硒富集效率，为规模化应用提供依据。值得注意的是，SeNP虽能高效转运硒至种子（1053%增幅），但可能竞争性抑制Fe/Zn吸收，需通过配伍施肥优化营养均衡。

这项研究为纳米硒在作物生物强化中的精准应用奠定理论基础，50 mg/L SeNP被确定为兼顾安全性与效益的最佳浓度。未来可进一步解析SeNP与硫转运蛋白的互作机制，并开发针对不同生态区的硒-微量元素协同配方。该成果对解决“隐性饥饿”、推动功能农业具有重要实践价值。