一种生物SeNPs研制与富硒和降镉水稻施用技术制造技术

本发明专利技术公开了一种生物SeNPs研制与富硒和降镉水稻施用技术，包括以下步骤：步骤1：生物SeNPs的分离、提纯；步骤2：盆栽实验设置；步骤3：样品的采集与处理，土壤样品采集与处理，土壤样品采集与处理：种植前的土壤样品，经自然风干以后，去除杂质，按四分法取适量样品，全部粉碎，过100目筛，装于无菌自封袋中，用于测定理化性质与硒、镉含量。水稻收割后，取根际土壤自然风干，去除多余的根系碎片、杂草、石块等杂质，按同样方法处理，样品用于测定土壤总硒、总镉及硒形态的变化；植物样品采集。本发明专利技术将SeNPs作为一种新型补硒剂应用于水稻种植中，同时系统比较了相对于喷施有机和无机硒等条件下生物SeNPs对水稻富硒和降镉种植中所体现出的优势。出的优势。出的优势。

【技术实现步骤摘要】
一种生物SeNPs研制与富硒和降镉水稻施用技术


[0001]本专利技术涉及农业种植
，尤其涉及一种生物SeNPs研制与富硒和降镉水稻施用技术。

技术介绍

[0002]硒生物强化主要通过土施及叶面喷施两种方式进行外源补硒。因为硒元素极易被土壤中的各种物质固定，造成硒的有效性降低，因此硒的利用率不高。对于土施的硒，即使被农作物吸收，大部分的硒也集中于根部区域，很难转运到茎、叶、果实等可食用部位，对于人体硒摄入量提升作用有限。相对的，叶面喷施硒肥具有操作更便利、肥效利用率高、施用更快捷等优点，可以显著减少土壤成分对施硒效率的影响，对于农作物来说是一种更优秀的补硒方式。无机硒由于毒性大、易造成环境污染、达到污染的安全阈值低等问题，使得有机硒的研发逐渐发展起来。有机硒也具有叶面喷施外源补硒的潜力，目前常用的大多数为硒代蛋氨酸(SeMet)、硒代半胱氨酸(SeCys)等氨基酸螯合硒，SeMet和SeCys同时也为农作物体内有机硒的主要赋存形态，以SeMet含量最高。目前，有机硒已被广泛应用于各种农业种植补硒，如水稻、花菜、葡萄等，对于提升农作物体内硒含量具有良好的效果。与无机硒相比，有机硒具有吸收快、利用率高和污染较小等优点，并且拥有特殊的代谢途径进入农作物中，除此之外，有机硒也是人体摄入硒的主要形式，人体吸收和利用率较高，生物活性强且副作用小，因此现补硒类功能保健品中的硒有效成分大多为有机硒。
[0003]上述有机硒与无机硒为传统的补硒剂，近年来，纳米硒(SeNPs)的发现，给予了科学家们新的灵感。SeNPs不仅具有超小的粒径、极大的表面积以及独特的形态特征，还对人体具有抵抗病菌、抑制肿瘤、提高免疫力等功能特性。此外，SeNPs不仅对人体有特殊功效，也能在调节植物生长、激活植物防御机制、提高植物抗逆性及抗氧化能力、减轻虫害对植物的负面影响等方面起到重要作用。因SeNPs其较高的生物利用率以及安全性，在食品、农业等领域具有广阔的发展前景。对于农业种植方面，目前叶面喷施SeNPs已被广泛应用于水稻、辣椒、小白菜、甜瓜、草莓等农作物补硒，不仅显著提高了农作物可食部位的硒含量，也对增强农作物抗逆性有重要的作用。SeNPs相较于传统的硒，由于其粒径极小的特点(通常为几十到几百纳米)，使其接触农作物细胞壁时能够轻松地穿过细胞壁并到达质膜，同时由于较高的比表面积，增加了SeNPs与细胞质接触的反应，从而吸收更多的硒。有研究证明SeNPs是通过水通道蛋白吸收进入农作物细胞质内，这种不需能量与特异转运酶的运输方式有着更高的转运速率，使得水稻对SeNPs的吸收速率是Se(IV)和Se(VI)的1.7倍左右。随着SeNPs研究的发展，越来越多的农作物种植开始使用SeNPs作为外源硒，制备出低成本、结构稳定、硒含量高的SeNPs具有重要的生产意义。
[0004]目前SeNPs在农业上的应用多以物理或化学合成法制备的SeNPs，对于生物SeNPs在农业方面的应用研究还较少，并且生物SeNPs与有机硒、无机硒等传统的硒源对于作物富硒降镉的系统研究报导还比较罕见。

技术实现思路

[0005]1.要解决的技术问题
[0006]本专利技术的目的是为了解决现有技术中对于生物SeNPs在农业方面的应用研究还较少，并且生物SeNPs与有机硒、无机硒等传统的硒源对于作物富硒降镉的系统研究报导还比较罕见的问题，而提出的一种生物SeNPs研制与富硒和降镉水稻施用技术。
[0007]2.技术方案
[0008]为了实现上述目的，本专利技术采用了如下技术方案：
[0009]一种生物SeNPs研制与富硒和降镉水稻施用技术，包括以下步骤：
[0010]步骤1：生物SeNPs的分离、提纯，取活化后的LAB
‑
1，LAB
‑
1为实验室前期筛出的彭氏变形杆菌Proteus penneri wf
‑
3相似菌株，置于含5mM的LB液体培养基中培养48h，10000g离心20min，用0.9％的NaCl清洗三次，用无菌水重悬；将液体置于超声破碎仪中对菌体进行破碎；破碎后的菌液使用SDS含量为1％的Tris/HCl缓冲液清洗三次，再次用离子水清洗三次并重悬；按照重悬液：正辛醇体积比2:1的比例加入正辛醇，充分混匀，于2000r/min的条件下离心5min，于4℃保存24h沉淀SeNPs；24h后，将沉淀的SeNPs经过分别经10ml甲醇、无水乙醇、去离子水清洗，离心后除去上清液，最后得到的颗粒于4℃保存；
[0011]步骤2：盆栽实验设置，使用塑料盆，每盆装10kg风干水稻土，同时添加水稻生长所需营养，充分混匀，加水平衡一周后插秧；取长势一致的成熟幼苗移栽，每盆三穴，每穴3株；实验共设置2个品种，每个品种设3种硒处理，分别为生物SeNPs(Bio
‑
Se)，简称B；硒代蛋氨酸(SeMet)处理，简称M；亚硒酸钠(Na2SeO3)处理，简称S；每个硒处理再设置3个浓度梯度，分别为5、10、20mg/L，每盆喷施100mL，分别于分蘖盛期与孕穗期各喷施一次；以不添加任何外源硒的处理为对照，重复三次，以上总计60盆；
[0012]步骤3：样品的采集与处理，土壤样品采集与处理：种植前的土壤样品，经自然风干以后，去除杂质，按四分法取适量样品，全部粉碎，过100目筛，装于无菌自封袋中，用于测定理化性质与硒、镉含量。水稻收割后，取根际土壤自然风干，去除多余的根系碎片、杂草、石块等杂质，按同样方法处理，样品用于测定土壤总硒、总镉及硒形态的变化；
[0013]植物样品采集：待收获期后，将水稻整株收割，将完整的水稻植株分为13个部分，同时测定各部位硒与镉的含量。
[0014]优选地，所述步骤1中将液体置于超声破碎仪中100w，破碎5s，间隔5s，30min对菌体进行破碎。
[0015]优选地，所述步骤1中Tris/HCl缓冲液为1.5M，pH＝8.3。
[0016]优选地，所述步骤2中塑料盆的上直径35cm，下直径27cm，高25cm。
[0017]优选地，所述步骤2中水稻生长所需营养包括基肥：N(尿素)0.36g/kg，P(磷酸二氢钾)0.288g/kg，K(氯化钾)0.159g/kg。
[0018]优选地，所述步骤2中成熟幼苗为三叶一心时期。
[0019]优选地，所述步骤2中2个品种分别为富硒水稻品种(泰丰优208)与常规水稻品种(桂野丰)。
[0020]优选地，所述步骤2中种植期间，每个盆栽间隔0.5m，采用完全随机的摆放方式，并每周随机调换一次位置；水稻于11月初整株收获，总生育期约110天；种植期间每天浇水，全程保持2cm左右的水层，并于分蘖盛期和孕穗期适当补施追肥。
[0021]优选地，所述步骤3中将完整的水稻植株分为根，茎1，茎2，茎3，叶1(旗叶)，叶2，叶3(最老叶)，节1(穗下节)，节2，节3，穗轴，谷壳，稻米共13个部分。
[0022]3.有益效果
[0023]相比于现有技术，本专利技术的优本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种生物SeNPs研制与富硒和降镉水稻施用技术，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：生物SeNPs的分离、提纯，取活化后的LAB
‑
1，LAB
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1为实验室前期筛出的彭氏变形杆菌Proteus penneriwf
‑
3相似菌株，置于含5mM的LB液体培养基中培养48h，10000g离心20min，用0.9％的NaCl清洗三次，用无菌水重悬；将液体置于超声破碎仪中对菌体进行破碎；破碎后的菌液使用SDS含量为1％的Tris/HCl缓冲液清洗三次，再次用离子水清洗三次并重悬；按照重悬液：正辛醇体积比2:1的比例加入正辛醇，充分混匀，于2000r/min的条件下离心5min，于4℃保存24h沉淀SeNPs；24h后，将沉淀的SeNPs经过分别经10ml甲醇、无水乙醇、去离子水清洗，离心后除去上清液，最后得到的颗粒于4℃保存；步骤2：盆栽实验设置，使用塑料盆，每盆装10kg风干水稻土，同时添加水稻生长所需营养，充分混匀，加水平衡一周后插秧；取长势一致的成熟幼苗移栽，每盆三穴，每穴3株；实验共设置2个品种，每个品种设3种硒处理，分别为生物SeNPs(Bio
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Se)，简称B；硒代蛋氨酸(SeMet)处理，简称M；亚硒酸钠(Na2SeO3)处理，简称S；每个硒处理再设置3个浓度梯度，分别为5、10、20mg/L，每盆喷施100mL，分别于分蘖盛期与孕穗期各喷施一次；以不添加任何外源硒的处理为对照，重复三次，以上总计60盆；步骤3：样品的采集与处理，土壤样品采集与处理：种植前的土壤样品，经自然风干以后，去除杂质，按四分法取适量样品，全部粉碎，过100目筛，装于无菌自封袋中，用于测定理化性质与硒、镉含量。水稻收割后，取根际土壤自然风干，去除多余的根系碎片、杂草、石块等杂质，按同样方法处理，样品用于测定土壤总硒、总镉及硒形态...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋代华，王怡桢，黄雪娇，黄智刚，覃恵松，王明释，李春秀，
申请(专利权)人：广西大学，
类型：发明
国别省市：