收藏本站
《浙江大学》 2009年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

水稻品种籽粒中铁生物有效性差异及机制

何万领  
【摘要】: 铁是人体必需的微量矿物元素之一,主要参与氧的运输和能量代谢。铁缺乏是个世界性营养失调问题,占世界总人口的1/3人群面临着铁缺乏的威胁。稻米是主要粮食作物,为世界上一半人口提供能量和营养的需要,提高稻米铁含量及铁生物有效性可有效改善人体铁营养状况。本研究利用体外消化/Caco-2细胞模型研究了稻米籽粒铁生物有效性差异,以及叶面铁肥、土壤类型、种植地点和年份对稻米铁生物有效性的影响。结果如下: Caco-2细胞接种于Transwell细胞转运培养槽的聚碳酯微孔滤膜上,在37℃和5%二氧化碳浓度培养条件下,培养21d,细胞跨膜电阻值稳定在590 Ohms·cm~2;甘露醇透过率低于0.07%·h~(-1)·cm~(-2);肠腔侧(AP)碱性磷酸酶活性显著高于基底侧(BL)。表明,在本实验室条件下,Caco-2细胞模型能够形成与小肠上皮细胞相似的形态学结构,细胞间已形成紧密连接,并产生极化状态,可作为肠道吸收的体外模型。 在不同铁浓度和pH下,研究Caco-2细胞吸收转运模型(模型Ⅰ)和细胞吸收转化模型(模型Ⅱ)对铁的吸收性能。结果表明,两种模型铁吸收均与pH呈负相关,铁吸收随铁浓度增加而增加;当铁浓度25μmol/L以上时,模型Ⅱ铁吸收增加趋势显著低于模型Ⅰ。表明,在高铁浓度时,模型Ⅱ有一定局限性。因此,本研究以下试验均采用模型Ⅰ。 对Caco-2细胞铁吸收影响因素表明,草酸盐对二价铁抑制作用大于三价铁,随草酸盐/铁摩尔比,对二价铁抑制逐渐增加,5:1时有最大抑制;仅摩尔比为3:1以上时,草酸盐对三价铁有抑制作用。随硅酸盐/铁摩尔比增加,二价铁生物有效性逐渐降低,摩尔比为3:1时,铁生物有效性最低;硅酸盐对三价铁无影响。植酸对二价铁抑制作用大于三价铁。随着钙和锌水平增加,二价铁生物有效性出现不同程度的降低,最大的抑制分别出现在钙/铁摩尔比为1:1时和锌/铁摩尔比为3:1时。半胱氨酸、胱氨酸和抗坏血酸对细胞铁吸收有促进作用,且随浓度增加而增加。不同铁化合物生物有效性比较表明,柠檬酸亚铁和血红素铁铁生物有效性最高,元素铁粉最低,但减小其粒径可显著提高铁生物有效性,与其他铁化合物相比,元素铁粉受食物因子影响最小。 铁对Caco-2细胞毒性研究表明,当铁浓度大于1.5mM时,二价铁对细胞的毒性大于三价铁,细胞的生存能力明显降低。LDH释放量测定表明,二价铁的氧化破坏使细胞膜的稳定性降低。Caco-2细胞SOD和GPx活性均随着铁处理水平增加而增加,且二价铁处理组两种酶活性增加幅度高于三价铁组,提示在高铁水平下,二价铁和三价铁均能诱导细胞抗氧化酶基因表达的作用。 利用比色法和ICP-MS技术对“长三角”972个水稻基因型糙米铁含量分析表明,比色法测定铁含量最低值为15.74mg/kg,最高为54.68mg/kg,平均值35.01mg/kg;ICP-MS法测得最低值为5.25mg/kg,最高20.55mg/kg,平均值13.49mg/kg。两种方法显著相关,相关系数达0.7699。最终筛选出的13个水稻基因型,精米铁含量具有较大差异,其中铁含量最低为3.7mg/kg,最高达9.9mg/kg。利用Caco-2细胞模型进行铁生物有效性分析表明,基因型Gpei55、guangN66、HB075、TN7189显著高于其他基因型,而铁含量较高的JiaXingZD、HESQ57和GuangD50基因型,其铁生物有效性并不高,相反,铁含量最低的guangN66基因型却表现出最高的铁生物有效性。水稻精米籽粒铁生物有效性与半胱氨酸(P<0.01)、硫(P<0.01)含量呈极显著正相关;与磷(P<0.05)含量呈显著负相关。添加抗坏血酸能够显著提高稻米铁生物有效性。 土壤类型对糙米营养品质影响表明,种植在小粉土和青紫泥的水稻铁富集量高于黄红壤(P>0.05;P>0.05);钙、铜、锌、蛋白质及直链淀粉含量受土壤类型影响不大;植酸(P<0.05)和总磷(P>0.05)含量黄红壤低于其他土壤;硫(P<0.05)含量小粉土显著低于其他土壤,黄红壤最高;半胱氨酸水平黄红壤高于小粉土(P<0.05)和青紫泥(P<0.05);其他16种氨基酸含量青紫泥均显著高于小粉土(P<0.05)和黄红壤(P<0.05)。铁生物有效性结果表明,糙米可透析铁量和细胞铁蛋白形成量黄红壤显著高于小粉土(P<0.05)和青紫泥(P<0.05),小粉土和青紫泥间变化不大;细胞转运铁量黄红壤显著的低于小粉土(P<0.05)和青紫泥(P<0.05),青紫泥细胞转运铁量最高。基因型间比较表明,IR64可透析铁量(P<0.05)和细胞铁蛋白形成量(P<0.05)最低,基因型TN7189和IR68144最高;细胞转运铁量IR64和TN7189低于其他两品种(P<0.05,P<0.05),以基因型IR68144细胞转运铁量最高。铁蛋白形成量与可透析铁(P<0.05)呈显著正相关;与植酸(P<0.05)和总磷含量(P<0.05)呈显著负相关;与总铁含量没有相关(P>0.05)。 4个来自国际水稻所(IRRI)的水稻基因型在我国杭州、东辉和海宁种植2年表明,精米铁和钙含量明显受基因型(P<0.01;P<0.01)和基因型—环境效应(P<0.01;P<0.01)的影响;铜和锰受基因型(P<0.05;P<0.01)和环境(P<0.05;P<0.01)影响较大;锌主要受基因型影响。水稻籽粒蛋白质含量杭州高于东辉和海宁;直链淀粉含量受种植地点影响不大;植酸和磷含量均是东辉最高,而硫含量最低。水稻籽粒17种氨基酸水平均表现为杭州高于东辉和海宁。稻米铁生物有效性分析表明,基因型IR68144最高,IR72最低。铁生物有效性与植酸(P<0.05)和磷(P<0.01)含量呈显著负相关,与半胱氨酸(P<0.01)和硫(P<0.01)呈极显著正相关,与铁含量无明显相关性。第二年水稻籽粒铁生物有效性显著高于第一年(P<0.05)。基因型和基因型-环境互作效应对铁生物有效性具有显著影响(P<0.01;P<0.01)。 叶面铁肥对水稻基因型籽粒中营养品质及铁生物有效性的影响表明,叶面铁肥均不同程度的提高了两个水稻基因型精米中铁含量。叶面铁肥FeSO_4(P<0.05)和EDTAFeNa(P<0.05)显著提高了基因型HB075籽粒中半胱氨酸水平,而对基因型TN7189籽粒中半胱氨酸水平影响不显著。几种铁肥均显著降低了基因型HB075籽粒中植酸含量(P<0.05),除HEDTAFe(P>0.05)外,其他铁肥均显著降低了基因型TN7189籽粒中植酸含量(P<0.05);几种铁肥也不同程度的降低了两种水稻基因型籽粒中磷的水平;铁肥显著提高了基因型HB075籽粒中硫的含量(P<0.05),但对基因型TN7189的影响不大(P>0.05);铁肥DTPAFe(P<0.05)显著提高了基因型HB075籽粒中钙含量。HEDTAFe则显著提高了基因型TN7189籽粒中钙含量;铁肥处理不同程度的提高了基因型HB075籽粒中铜和锌含量,尤其以DTPAFe对铜和锌的提高效果最好(P<0.05;P<0.05)。而,HEDTAFe铁肥显著提高了基因型TN7189籽粒铜含量(P<0.05),EDTAFeNa则显著降低了其籽粒中锌含量(P<0.05)。其他铁肥对基因型TN7189籽粒中铜和锌有一定促进作用,但均未达显著水平(P>0.05)。水稻籽粒铁生物有效性存在显著的基因型差异,基因型HB075铁生物有效性显著高于TN7189(P<0.05)。叶面铁肥对两品种铁生物有效性影响表明,喷施本实验中几种铁不能显著提高两种水稻籽粒铁可透析量;但铁肥处理却不同程度的提高了基因型HB075细胞铁蛋白形成量,而对基因型TN7189影响不大;叶面铁肥FeSO_4(P<0.05)和DTPAFe(P<0.05)显著提高了基因型HB075籽粒细胞转运铁量,FeSO_4(P>0.05)、EDTAFe(P<0.05)和HEDTAFe(P>0.05)则提高了基因型TN7189籽粒细胞转运铁量。以上结果表明,水稻籽粒铁生物有效性主要受基因型控制,喷施不同种类的铁肥对其有一定促进作用,且与水稻基因型存在密切关系。
【学位授予单位】:浙江大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2009
【分类号】:X173

【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 方长旬;王清水;余彦;罗美蓉;黄力坤;熊君;沈荔花;林文雄;;不同胁迫条件下化感与非化感水稻PAL多基因家族的差异表达[J];生态学报;2011年16期
2 刘书梅;王姗姗;辛晓云;王玲玲;朱正歌;;不同培养基对水稻胚性愈伤组织诱导及分化的影响[J];生物学杂志;2011年04期
3 祝莉莉;张春晓;潘玉芳;陈荣智;;外源糖对水稻Ugp1基因表达调控研究[J];植物科学学报;2011年04期
4 任永刚;张建中;张红梅;白洁;刘德骏;李建粤;;通过成熟胚离体培养获得巨胚水稻新品种及性状和稻米品质分析[J];上海师范大学学报(自然科学版);2011年03期
5 王丽艳;张海燕;朱莹;于磊;丛斌;;水稻对稻负泥虫取食的生理响应[J];应用昆虫学报;2011年04期
6 ;安徽省4项基础研究获国家“973”计划专项资助[J];安徽科技;2011年06期
7 张海波;李仰锐;徐卫红;陈贵青;王慧先;韩桂琪;张晓璟;熊治庭;张进忠;谢德体;;有机酸、EDTA对不同水稻品种Cd吸收及土壤Cd形态的影响[J];环境科学;2011年09期
8 李萍;宋阿琳;李兆君;梁永超;;硅对过量锰胁迫下水稻根系抗氧化系统和膜脂质过氧化作用的调控机理[J];环境科学学报;2011年07期
9 宋广树;孙忠富;孙蕾;杜克明;王夏;;东北中部地区水稻不同生育时期低温处理下生理变化及耐冷性比较[J];生态学报;2011年13期
10 吕进;曹婷婷;王丽萍;蒋明星;程家安;;灰飞虱与褐飞虱种内和种间密度效应比较[J];生态学报;2011年16期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 赵基洪;;水稻与菰属间性状转移研究[A];新世纪 新机遇 新挑战——知识创新和高新技术产业发展(下册)[C];2001年
2 岑贞陆;黄思良;孙恢鸿;谢玲;晏卫红;文霞;;国外水稻品种抗白叶枯病性鉴定[A];中国植物病理学会第六届青年学术研讨会论文集——植物病理学研究进展(第五卷)[C];2003年
3 陈志德;仲维功;杨杰;王才林;王军;张永春;周益军;;不同水稻品种对Cd、As和Hg胁迫的响应特性研究[A];江苏省遗传学会植物分子育种学术研讨会论文摘要汇编[C];2007年
4 钱俊朝;罗琼;王云月;卢建欢;罗燕;;水稻品种合系41与阿庐糯混合间栽基因流的研究[A];中国植物病理学会2009年学术年会论文集[C];2009年
5 梁书剑;张萌;史金明;关双红;孙野青;;DNA甲基化与空间辐射引起基因组不稳定的研究[A];中国空间科学学会第七次学术年会会议手册及文集[C];2009年
6 郑桂萍;郭晓红;陈书强;王伯伦;;抗旱系数在水稻食味品质上的应用[A];2004中国植物生理生态学学术研讨会论文摘要汇编[C];2004年
7 周彤;王磊;程兆榜;陈洁;范永坚;周益军;;一个与水稻条纹叶枯病抗性基因紧密连锁的分子标记的鉴定[A];中国植物病理学会2008年学术年会论文集[C];2008年
8 郑燕梅;张锦花;刘玉芹;方珊如;陈福如;赵明富;;抗病品种Dacca6与杂交稻亲本的稻瘟病联合抗病性分析[A];2008年福建省科协第八届学术年会农业分会场论文集[C];2008年
9 周毅;汪建飞;乔晶晶;杨兴敏;丁风香;彭瑞瑞;马彦;;苗期水稻叶片伸长生长、光合和耗水特性对铵、硝态氮及其交替营养的短期响应[A];土肥水资源高效利用与农业面源污染防控技术研讨会论文集[C];2011年
10 齐永文;张洪亮;张冬玲;王美兴;孙俊立;魏兴华;裘宗恩;汤圣祥;曹永生;王象坤;李自超;;中国水稻选育品种微卫星和形态遗传多样性分析[A];中国作物学会2005年学术年会论文集[C];2005年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 沈德杏 徐瑜;浅谈我省水稻品种推广问题与对策[N];海南农垦报;2009年
2 ;严光彬:选择水稻品种把握四原则[N];吉林农村报;2009年
3 谭立云;我省优质水稻品种丰富[N];江苏农业科技报;2009年
4 记者 洪琦 张瑛;“宁粳43号”优质水稻品种全国获大奖[N];宁夏日报;2009年
5 记者 张爱虎 通讯员 耿月明;水稻品种启动产业化开发[N];湖北日报;2009年
6 记者 黎攀;三方共同推进水稻品种研究及推广工作[N];广西日报;2009年
7 记者 李丽芳;广西推进水稻品种研究及推广工作[N];农民日报;2009年
8 严光彬;选择水稻品种要点[N];吉林农村报;2009年
9 马景勇;选择水稻品种注意事项[N];吉林农村报;2010年
10 记者 周月光;29个水稻品种将退出市场[N];海南日报;2010年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 何万领;水稻品种籽粒中铁生物有效性差异及机制[D];浙江大学;2009年
2 吕小红;不同株型水稻品种氮肥利用差异及其生理基础[D];沈阳农业大学;2011年
3 Qaiser Hussain;土壤微生物群落结构及动态随水稻品种和生育期的变化及其农田温室气体释放意义[D];南京农业大学;2011年
4 赵国臣;中国北方代表地区黏菌主要类群的个体发育及化学成分研究[D];吉林农业大学;2012年
5 唐浩;水稻品种DUS测试标准品种多样性和测试性状稳定性分析[D];湖南农业大学;2012年
6 李中阳;铜、镉胁迫下CO_2浓度升高对水稻生长及稻米品质的影响[D];中国农业科学院;2010年
7 任仲海;水稻耐盐相关QTL,SKC1的定位、克隆及功能分析[D];中国科学院研究生院(上海生命科学研究院);2005年
8 黄东益;水稻抗稻瘟病基因的鉴定与定位[D];中国农业科学院;2005年
9 吴青松;水稻幼苗硅素吸收能力的遗传分析[D];南京农业大学;2006年
10 王云生;水稻bsl基因的功能及其在杂交水稻混播制种中的应用[D];安徽农业大学;2008年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 马建;几种电泳技术在水稻品种鉴定上的比较研究[D];延边大学;2005年
2 骆剑峰;1,2,4-三氯苯和萘对水稻的伤害及耐性机理研究[D];扬州大学;2005年
3 孙立宏;水稻品种抗褐飞虱基因的定位及分子标记辅助选择[D];南京农业大学;2005年
4 吴碧球;环境因素对水稻品种抗褐飞虱的影响及其稳定性分析[D];广西大学;2005年
5 李培德;水稻氮高效有关性状QTLs定位及不同基因型氮素利用效率差异分析[D];安徽农业大学;2006年
6 宋欣欣;低氮水平下诱导的水稻DNA甲基化变异[D];东北师范大学;2009年
7 于国辉;水稻纹枯病抗性遗传分析[D];华中农业大学;2009年
8 殷春渊;水稻品种不同生育类型氮素吸收利用与精确定量施氮参数的研究[D];扬州大学;2010年
9 揭厚胜;不同直链淀粉含量的水稻品种籽粒淀粉和蛋白质积累特性的研究[D];四川农业大学;2004年
10 刘炜;干旱胁迫诱导的水稻基因组胞嘧啶甲基化变化[D];东北师范大学;2006年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026