中国科大在湖北恩施发现超富硒物种“壶瓶碎米荠”

壶瓶碎米荠：一种神奇富含植物有机活性硒的仙草壶瓶碎米荠：是一种野生植物蔬菜，味道鲜美，口感很好。

壶瓶碎米荠属十字花科碎米荠属，多年生草本，为我国特有，主要分布在湖南和湖北交界的壶瓶山一带，喜欢冷凉气候，主要生长于海拔800~1400米的溪边。

壶瓶碎米荠的野生情况:通过调查，目前壶瓶碎米荠的野生分布情况主要在壶瓶山一带，主要分布在湖北恩施市附近地区。

壶瓶碎米荠属十字花科碎米荠属植物，二年生或多年生。

人工栽培条件下，一般8、9月份育苗，10月份移栽。

移栽前整地，将壶瓶碎米荠幼苗按株距15厘米，行距25厘米进行种植。

11月份进行大棚覆盖，来年3、4月份采收。

花期4~5月，果期6~7月。

对温度要求。

壶瓶碎米荠喜欢冷凉气候，适宜温度在15至30度。

不同温度对壶瓶碎米荠不同生理指标和鲜质量的影响，见下表：对光照要求。

壶瓶碎米荠对光照没有特殊要求，光照3000LX以上都可以生长。

对土壤要求。

壶瓶碎米荠对土壤没有特殊要求，土壤pH值5.5至8.0均可生长。

壶瓶碎米荠含有丰富的维生素C、维生素B1、烟酸和维生素B2,其中维生素B1是小白菜含量的9～17倍,矿质元素Ca、Mg、Mn、Zn等含量高,分别为小白菜含量的171%、294%、558%、297%,粗蛋白含量为13.0%,含氨基酸16种,其中7种为必需氨基酸。

壶瓶碎米荠，是我国特有的十字花科碎米荠属植物新种，具有超强的富硒能力。

在土壤硒含量为12mg/kg时，植株平均硒含量在1000mg/kg以上，富集系数非常之高，远超其他植物，因此被称为植物中"聚硒之王"。

国内外权威专家对湖北恩施硒矿区进行多次科学考察后，发现壶瓶碎米荠晒干后其根中累积硒含量高达8000微克/克，叶中累积硒含量高达3000微克/克。

但壶瓶碎米荠积累的硒，90%以上是以硒代胱氨酸（一种特殊的含硒氨基酸）形式存在的，是一种新型的硒代谢机制，属于植物有机活性硒。

通过生物萃取技术，从富硒壶瓶碎米荠植株体内萃取出最适宜人体吸收、利用的生物有机硒--天然植物有机活性硒，硒含量高达4500mg/kg。

野油菜补硒宝物中国科学家新近在湖北发现一种新型超富硒植物壶瓶碎米荠（俗名野油菜），并计划联合相关企业开发富硒产品推向市场。

作为全球最大的缺硒国家，中国的富硒产业有望在2020年形成200亿元（人民币）以上的市场规模。

【本报记者刘亚斌苏州二十日电】硒是人体必需的微量元素，且人体内无法合成，作为现跃居第一的生命元素，硒已成为近20年来人们最关注的生命元素。

研究表明，硒在生理上的功能除了抗氧化外，还调控了甲状腺的代谢和维他命C 的氧化还原态，硒对提高人体免疫力和预防癌症非常重要，硒浓度的平衡对许多器官、组织的生理功能有?重要的保护作用和促进作用。

当硒缺乏的时候，就很容易导致人体免疫能力下降，威胁人类健康和生命的40多种疾病都与人体缺硒有关，如癌症、心血管病、肝病、白内障、胰脏疾病、糖尿病、生殖系统疾病等。

壶瓶碎米荠为中国特有中国是缺硒大国，目前全国有73%的国土和70%以上的人群缺硒。

中国营养学会推荐的日硒摄入量为50-250微克／天，但中国大部分地区硒的日摄入量仅为40微克／天左右，远远低于美国和日本120微克／天的日摄入量。

同种植物性食材含硒成分变化相当大，乃因各原植物生长地的土壤中硒的浓度不同，当地的动物也随之反映相应情形，因此硒营养缺乏或过量情形常有地域性关系。

中国东北大部分地区人均每日硒摄入量仅有10微克，因而成为心脏病、克山病、大骨节病的高发区。

由中国科技大学苏州研究院10名博士组成的功能农业团队在湖北省恩施土家族苗族自治州境内发现的壶瓶碎米荠，有望改变这一现状。

作为新资源食品，壶瓶碎米荠可以丰富人民的饮食文化，它是一种野生蔬菜，为我国特有，主要分布在湖南和湖北交界的壶瓶山一带，当地居民经常採食，其味道鲜美，营养丰富，将其推广栽培和深加工，一方面可以丰富人民的饮食，另一方面，也可以给种植者带来较高的经济收入。

据发表这项研究成果的第一作者、中国科技大学袁林喜博士介绍，在前期的实地调研中，他们惊讶地发现该物种在温度低、富含微量硒且潮湿的地方生长，其生长的地理环境奇特，硒的形态也较普通植物出现了明显的差异。

恩施碎米荠叶片含硒蛋白的体外抗氧化研究摘要硒在动物和人体生命活动中具有重要作用，兼具营养、致毒、疾病治疗等多种生物学功能。

以恩施高硒区（恩施双河乡鱼塘坝）发现的一种富硒能力极强的十字花科碎米荠属（Cardamine L）植物碎米荠（Cardamine sp.）为材料，建立了一个基于盐析和凝胶分离的蛋白质纯化流程；模拟机体产生超氧阴离子的体系研究了纯化的含硒蛋白抗自由基的活性；以昆明小鼠为研究对象，探讨了纯化含硒蛋白的体外抗氧化活性。

研究显示：对恩施碎米荠叶片可溶性蛋白采用35%-55%饱和度硫酸铵沉淀，得到的含硒蛋白具有清除自由基和抗脂质过氧化的能力，含硒蛋白溶液的硒浓度为0.95 μg/mL时，对羟自由基和超氧阴离子的清除率超过50%，含硒5.96 μg/mL的蛋白溶液对MDA生成的抑制率达到62.27%；在体外，对小鼠线粒体和肝脏MDA的生成具有明显的抑制作用，硒质量浓度为5.96 μg/mL的含硒蛋白溶液可以保护红细胞免受过氧化损伤。

结果表明叶片中的含硒蛋白具有稳定的抗氧化活性。

关键词：碎米荠；硒；含硒蛋白；抗氧化Antioxidant Research In vitro of the Selenium protein in the Cardamine sp.Leaves from EnshiAbstractselenium plays an important role in both nutrition, toxigenicity, disease treatment and so many kinds of biological function in animal and human life activity.The raw materials Cardamine is a plant of cruciferous Cardamine genera (Cardamine L) plants (Cardamine sp.) was found in Enshi high-selenium area (Yu tang ba in enshi double river township ) which has a strong se-enriched ability .established a separate based on salting-out and gel protein purification process，simulated a system of superoxide anion produced in body ,researched the anti-free radical activity of the selenium protein .To kunming mice as the research object, and discusseed the purification containing selenium protein in vitro antioxidant activity. Research showed that:the Soluble selenium protein in the Enshi Cardamine leaves has the ability of clearing the Supressing lipid peroxidation and Free radicals after it was precipitated by the Ammonium sulfate solution(35% - 55% ) ,when the concentration of the Soluble selenium protein is 0.95 μg/mL ,the rate of the cleared Hydroxyl radicals and superoxide anion is above 50%,the generated inhibition rate to the MDA reached 62.27% when Soluble selenium concentration is 5.96 μg/mL,under this rate,the red blood cells damage can be prevented from peroxidation at the same time.The Soluble selenium protein has a obvious inhibition to the mitochondria and liver MDA generation In vitro .Results showed that the Soluble selenium protein in the leaves had the stable antioxidant activity.Key words：Cardamine sp. , Selenium , Selenium protein，oxidation resistance目录摘要 (I)Abstract (II)前言 (1)1 绪论 (2)1.1 硒的形态 (2)1.2 硒在动植物体内的存在形式 (2)1.3 硒在动物和人体内的生理功能 (3)1.4 硒的吸收形态与毒性 (5)1.5 硒蛋白的分离和抗氧化功能 (6)1.6 研究内容 (7)2 材料、主要试剂和仪器 (8)2.1 实验材料 (8)2.2 主要试剂和仪器 (8)3 研究方法 (10)3.1 恩施碎米荠叶片可溶性蛋白的提取 (10)3.2 硒和蛋白质的定量 (10)3.2.1硒的测定 (10)3.2.2 蛋白质的定量 (11)3.3 超氧阴离子自由基和羟自由基的清除能力测定 (11)3.4 抗脂质过氧化研究 (12)3.5 含硒蛋白对小鼠的体外抗氧化作用 (13)3.5.1 小鼠组织样品的制备 (13)3.5.1.1 10 %肝组织匀浆的制备 (13)3.5.1.2 线粒体的制备 (13)3.5.1.3 1% 红细胞悬浮液制备 (13)3.5.2 硒蛋白的体外抗氧化 (13)3.6 数据分析 (15)4 结果与分析 (16)4.1 含硒蛋白的一般抗氧化作用 (16)4.1.1 对非脂质体系的抗氧化 (16)4.1.1.1 对羟自由基的清除能力 (16)4.1.1.2 对超氧阴离子的清除能力 (16)4.1.2 抗脂质过氧化能力 (17)4.2 含硒蛋白的体外生物活性 (17)4.2.1 含硒蛋白对肝组织MDA的影响 (18)4.2.2 含硒蛋白对线粒体MDA生成的抑制作用 (18)4.2.3 含硒蛋白对叔丁基过氧化氢引起的过氧化消除作用 (19)5 讨论与结论 (20)5.1 含硒蛋白清除自由基的能力 (20)5.2 含硒蛋白的抗脂质过氧化能力 (20)5.3 含硒蛋白的抗红细胞氧化损伤的作用 (20)6 结论 (21)参考文献 (22)致谢 (24)前言微量元素硒对动物具有特殊的功能，是动物体内必需的微量元素，是动物体内进行正常生理生化过程所不可缺少的。

壶瓶碎米荠（一）基本信息。

至少应包括以下内容：1. 名称通用名：壶瓶碎米荠商品名：虎耳金2. 来源：学名、拉丁学名，动物和植物应包括产地、食用部位、形态描述、生物学特征等资料、品种鉴定和鉴定方法及依据；微生物应包括来源、分类学地位、生物学特征、菌种鉴定和鉴定方法及依据等资料。

学名：壶瓶碎米荠拉丁学名：Cardamine hupingshanensis产地：湖北恩施食用部位：全株可食形态描述：壶瓶碎米荠为多年生草本，地下茎明显．茎起立或弯曲。

上部常有分枝，高20～100cm，全株光滑无毛。

单叶互生，纸质，长4～13cm，宽5～14 cm，肾形或近心形，掌状脉，边缘具锯齿，基生叶偶有1～4对小叶：叶柄长2.5～12cm，具不明显的翅。

基本扩大呈叶耳状，不抱茎。

总状花序顶生或腋生，无苞片。

花萼卵形，长5～6 mm，宽3～4mm；花瓣白色，具网状脉。

宽倒卵形。

长8～10mm，宽5～8mm，顶端钝圆，基部楔形；雄蕊6枚，近等长，花丝基部稍扩大．中部4枚长5mm，侧生2枚长4mm，花药长卵形．长约2mm；雌蕊柱状，柱头明显，光滑无毛，长5～6mm。

长角果，线形，长2～4cm，粗约2mm。

果梗长1～2 cm，直立或斜展。

种子椭圆形，褐色或黄色。

长约1．5mm。

无翅。

生物学特征：壶瓶碎米荠属十字花科碎米荠属，多年生草本，为我国特有，主要分布在湖南和湖北交界的壶瓶山一带，喜欢冷凉气候，主要生长于海拔800～1400米的溪边。

花期4～5月，果期6～7月。

操作方法：单叶互生，肾形或近心形，掌状脉，边缘具锯齿，基生叶偶有1～4对小叶。

花萼卵形，长5～6 mm，宽3～4mm；花瓣白色，具网状脉。

宽倒卵形。

长8～10mm，宽5～8mm，顶端钝圆，基部楔形。

长角果，线形，长2～4 cm，粗约2mm。

种子椭圆形，褐色或黄色。

长约1.5mm。

壶瓶碎米荠的野生情况：通过调查，目前壶瓶碎米荠的野生分布情况主要在壶瓶山一带，包括湖南石门县壶瓶山镇一带和湖北恩施市附近地区。

湖北省碎米荠属一新记录种——壶瓶碎米荠王玉兵;陈发菊;梁宏伟【期刊名称】《湖北农业科学》【年(卷),期】2010(49)9【摘要】@@ 碎米荠(Cardamine hupingshanensis K.M.Liu,L.B.Chen,H.F.Bai & L.H.Liu)是白宏锋等人2008年发表的新种,特产于湖南省壶瓶山地区,湖北省没有记载.该植物最早于2000年5月被吴永尧等人发现于湖北省恩施州,并定名为恩施碎米荠(Cardamine enshiensis T.Y.Xiang & Y.Y.Wu),但未正式发表;又因该植物与堇叶碎米荠(Cardamine violifolia O.E.Schulz,现已归并至露珠碎米荠Cardamine circaeoides J.D.Hooker & Thomson)相比后,被丁莉、彭诚等人将其鉴定为堇叶碎米荠.【总页数】2页(P2160-2161)【作者】王玉兵;陈发菊;梁宏伟【作者单位】三峡大学生物技术研究中心,湖北,宜昌,443002;南京林业大学森林资源与环境学院,南京,210037;三峡大学生物技术研究中心,湖北,宜昌,443002【正文语种】中文【相关文献】1.壶瓶碎米荠对硒酸钠胁迫响应研究 [J], 罗金玲;杨珖;陈鸿辉;曾维超;王立;陈大清2.壶瓶碎米荠粗黄酮提取工艺优化及硒对粗黄酮含量和成分的影响 [J], 牛茵茵;何雪梅;冉秉钦;唐巧玉;周大寨;罗兴武;罗凯;周毅峰3.超富硒植物壶瓶碎米荠ITS序列克隆与分析 [J], 蔡升;杨平;续晨;蔡小宁4.壶瓶碎米荠多糖提取动力学模型研究 [J], 张琴;李美东;张子木;黄秀芳;周毅峰;罗凯5.壶瓶碎米荠多糖硫酸化结构修饰及抗氧化活性研究 [J], 张子木;黄秀芳;张琴;李美东;张驰;罗凯因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

壶瓶碎米荠对硒酸钠胁迫响应研究作者：罗金玲杨珖陈鸿辉来源：《湖北农业科学》2020年第11期摘要：通过在MS培养基中添加不同浓度的硒酸钠溶液（0、20、40、60、80、100、200、300 mg/L）来进行壶瓶碎米荠（Cardamine hupingshanensis）种子萌发培养，测定种子萌发率、幼苗成活率、黄化率、植株高度、根长、鲜重和干重、POD活性及CAT活性等生理生化指标，以探讨壶瓶碎米荠对硒酸钠胁迫的响应。

结果表明，（1）低浓度的硒酸钠溶液促进壶瓶碎米荠植株生长量和生物量的增加，反之则抑制;（2）在40 mg/L硒酸钠溶液处理下，壶瓶碎米荠的发芽率和成苗率最高，且幼苗的根长、株高、鲜重和干重均达到最大值;（3）壶瓶碎米荠幼苗的黄化率随着硒酸钠溶液浓度的升高而升高;（4）壶瓶碎米荠的POD活性呈先降低后升高的趋势，在40 mg/L硒酸钠溶液处理时达到最低值;（5）壶瓶碎米荠的CAT活性总体上呈先升高后降低的趋势，在100 mg/L硒酸钠溶液处理时达到最高值。

关键词：壶瓶碎米荠（Cardamine hupingshanensis）; 硒胁迫; 生理特性Abstract： Cardamine hupingshanensis seeds was cultivated in MS culture medium with different sodium selenate concentration （0， 20， 40， 60， 80， 100， 200， 300 mg/L）. The physiological and biochemical indexes such as seed germination rate，seedling survival rate，yellowing rate，plant height，root length， fresh weight，dry weight，POD activity and CAT activity were measured to discuss the response of selenate stress in pots to Cardaminehupingshanensis. The results showed that， the low concentration of sodium selenate was used to promote the growth and biomass of the Cardamine hupingshanensis，on the contrary， it would inhibit it. When the concentration of sodium selenate was 40 mg/L， Cardamine hupingshanensis had the highest germination rate and seedling rate， at the same time， the root length， plant height，fresh weight and dry weight of the seedlings reached the maximum value. The yellowing rate of Cardamine hupingshanensis seedlings increased with the increase of selenium salt concentration. The POD activity of the Cardamine hupingshanensis was decreased first and then increased， the lowest value reached at 40mg/L sodium selenate solution. The CAT activity of the Cardamine hupingshanensis was increased first and then decreased， the highest value reached at 100 mg/L sodium selenate solution.Key words： Cardamine hupingshanensis; Se stress; physiological property硒是人体必需的14种微量元素之一。

硒超积累植物壶瓶碎米荠的根际微生物特征研究袁林喜;张影【摘要】对湖北恩施的硒超积累植物——壶瓶碎米荠的根际微生物特征进行16S rRNA基因文库分析,结果显示其根际微生物相较于非根际土壤微生物具有更高的丰度和更低的复杂度,而且主要由α-变形菌纲(15％～22％)、B-变形菌纲(10％～16％)、放线菌纲(10％～ 18％)、酸杆菌纲(8％～15％)、γ-变形菌纲(5％～16％)等组成;此外,根际微生物还存在很多特异性微生物,如:硝化螺旋菌纲(2％～5％)、芽单孢菌纲(2％～5％)、疣微菌纲(2％～4％)、浮霉菌纲(1％～2％)、其他(丰佑菌纲、鞘脂杆菌纲、芽孢杆菌纲、梭菌纲)(3％～4％).代表性的根际微生物α-变形菌纲和硝化螺旋菌纲可能在壶瓶碎米荠对硒的吸收、积累过程中扮演了重要的作用.【期刊名称】《生物技术进展》【年(卷),期】2017(007)005【总页数】7页(P395-401)【关键词】壶瓶碎米荠;根际微生物;硒超积累;α-变形菌纲;硝化螺旋菌纲【作者】袁林喜;张影【作者单位】中国科学技术大学地球与空间科学学院,合肥230026;江苏省硒生物工程技术研究中心,江苏苏州215123;中国科学技术大学纳米学院,江苏苏州215123【正文语种】中文2013年，Yuan等[1]在湖北恩施硒矿区的矿坑排水系统中发现一种新型硒的超积累植物——壶瓶碎米荠(Cardimine hupingshanesis)，其在根中可累积硒高达8 000 μg/kg(干重)，在其叶中也可累积硒高达3 000 μg/kg(干重)，可与之前在美国加利福尼亚富硒区发现的硒超积累植物双钩黄芪(Astragalus bisulcatus)和沙漠王羽(Stanleya pinnata)[2]相媲美。

所不同的是，中国恩施所发现的壶瓶碎米荠积累的硒是以硒代胱氨酸(SeCys2)形式存在的，显著与双钩黄芪和沙漠王羽中的硒甲基硒代半胱氨酸(SeMeCys)的形态不同[2]，因此，目前的硒代胱氨酸甲基转化酶(SMT)机制无法解释壶瓶碎米荠超积累硒代胱氨酸的现象[2,3]。