茶树硒吸收、运输与转化分子机制及关键调控基因研究

《BMC Plant Biology》：Se uptake, transport and transformation in tea plants (Camellia sinensis) supplied with selenite or selenate under hydroponic conditions

　　

摘要

背景

硒（Se）是人类必需的微量营养素，对植物也有益处。茶树（Camellia sinensis）能够高效吸收硒，并将无机硒转化为有机硒形态，使得富硒茶成为生物可利用硒的重要食物来源。然而，茶叶中硒的吸收、运输和转化的分子机制仍很大程度上不为人所知，尤其是无机硒向不同有机硒形态的动态转化过程。

结果

我们建立了一种可靠的分析方法，可以同时测定茶叶中的五种主要硒形态：Se(IV)、Se(VI)、硒代半胱氨酸（SeCys₂）、甲基硒代半胱氨酸（MeSeCys）和硒代甲硫氨酸（SeMet）。在不同的外源硒处理条件下，茶叶中观察到了不同的代谢模式。具体来说，被吸收的Se(VI)会迅速转移到地上部分，并通过Se(IV)中间体转化为有机硒；而Se(IV)则完全保留在茶叶的根部，并迅速转化为有机硒，主要以MeSeCys和SeMet的形式运输到叶片中。整合转录组分析发现了来自、PHT、AQP、NHX、NRT、APS、APR、SIR、CYS、CGS、HMT和MTR基因家族的多个差异表达候选基因，这表明它们可能在茶叶中硒的吸收、运输和转化中起作用，尽管其具体功能仍有待验证。此外，发现Se(IV)处理后的第一天是硒形态转化的关键阶段，此时MeSeCys和SeMet迅速积累，并且参与硒运输和转化的基因显著激活。总体而言，我们提出了一个描述茶叶中硒吸收、运输和转化的假想分子模型。

结论

这些发现为阐明茶叶中硒积累的机制提供了技术和理论基础，同时为富硒茶的生产策略开发提供了宝贵的见解。