硒微颗粒通过种子引发和叶面喷施调控黄瓜幼苗生长及防御基因响应的机制研究

本研究针对气候变化下作物增产需求，创新性地比较了硒酸钠(Na2SeO3)、纳米硒(SeNPs)和微米硒(SeMPs)通过种子引发和叶面喷施对黄瓜幼苗的影响。结果表明SeMPs在3.0 mg·L-1浓度下显著增加茎粗、叶面积及生物量，同时提高谷胱甘肽(GSH)含量。该研究为农业生物刺激剂开发提供了新思路，尤其揭示了微米级硒材料在作物栽培中的应用潜力。

　　

随着全球气候变化和人口增长对农业生产的双重压力，寻找安全高效的作物增产技术成为当务之急。传统遗传工程方法耗时且可能破坏生态平衡，而生物刺激剂因其环境友好特性备受关注。在众多候选物质中，硒(Se)作为一种有益元素，能够通过调节植物生理代谢增强抗逆性，但其不同形态和施用方式的比较研究仍存在空白。特别是新兴的微米级硒材料(SeMPs)，其农业应用价值尚未被充分挖掘。

墨西哥安东尼奥纳罗自治农业大学的研究团队在《Plant Physiology and Biochemistry》发表重要成果，系统评估了硒酸钠、纳米硒和微米硒通过种子引发和叶面喷施对黄瓜幼苗生长的影响。研究采用扫描电镜表征材料形貌，通过光合色素测定、生物量分析、生化指标检测和ICP-OES元素分析等技术，揭示了不同硒形态的作用规律。

在生长指标方面，3.0 mg·L^-1 SeMPs种子引发处理使茎粗增加16.46%，叶面积提升43.97%。生物量测定显示，SeMPs处理的地上部鲜重、根鲜重和总鲜重分别比对照提高50.59%、141.66%和57.22%。光合色素分析发现SeMPs显著增加叶绿素b(Chlb)含量，导致叶绿素a/b比值降低，表明光系统II的适应性增强。

在生化指标方面，所有硒处理均提高了还原型谷胱甘肽(GSH)水平，其中SeMPs叶面喷施使GSH增加最显著。元素分析显示SeNPs和SeMPs在叶面喷施时硒积累效率更高，3.0 mg·L^-1处理分别达到最大积累量。值得注意的是，硒处理改变了矿质元素吸收模式，SeMPs显著提高了硫(S)和锌(Zn)的含量。

这项研究首次系统比较了微米级硒材料在作物栽培中的应用效果。SeMPs展现出的生长促进作用和营养调控能力，为开发新型农业生物刺激剂提供了理论依据。特别是SeMPs在增强光合效率、调控抗氧化系统和促进矿质吸收方面的独特优势，使其成为替代传统硒肥的潜在候选。该成果不仅拓展了植物硒营养的研究维度，也为应对粮食安全挑战提供了创新解决方案。未来研究可进一步探索SeMPs在作物不同生育期的施用策略及其分子作用机制。