外源硒对干旱胁迫下胡麻生理特性的影响

doi:10.15933/j.cnki.1004-3268.2025.07.006

摘要/Abstract

摘要： 为探索缓解胡麻干旱胁迫的方法，提高胡麻抗旱性，以晋亚10号为供试材料，待植株生长至现蕾期，设置正常对照（CK）、喷施清水后干旱（DS）、喷施50 g/hm² Na₂SeO₃溶液后干旱（SE）3个处理，分别叶面喷施清水和硒肥，测定干旱结束后所有处理的光合作用指标、叶绿素荧光参数、过氧化氢（H₂O₂）含量、丙二醛（MDA）含量、抗氧化酶活性、渗透调节物质含量、氮代谢相关酶活性和产量及产量构成。结果表明，现蕾期干旱胁迫极大地抑制了植株的生长发育，施用硒肥显著缓解了干旱对胡麻的不利影响，SE处理籽粒产量比DS处理显著提高16.43%，这主要归因于单株果数和每果粒数的显著增加。外源硒处理显著提升了干旱胁迫下胡麻叶片的净光合速率（Pn）、气孔导度（Gs）、蒸腾速率（Tr），并增加了叶绿素含量，且使最大光化学效率（Fv/Fm）和PSⅡ实际光化学效率（ΦPSⅡ）得到显著提高。硒肥还显著增强了干旱胁迫下胡麻的超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）、过氧化氢酶（CAT）、硝酸还原酶（NR）、谷氨酰胺合成酶（GS）和谷氨酸脱氢酶（GDH）的活性，增幅达11.19%~20.57%，使非光化学淬灭系数（NPQ）及H₂O₂和MDA含量显著降低。可见，喷施50 g/hm²硒肥可提高胡麻光合作用效率、改善叶绿素荧光参数、提高抗氧化酶和氮代谢关键酶活性、降低活性氧和MDA含量，有效缓解现蕾期干旱胁迫对胡麻生长发育及产量的不利影响。

关键词: 胡麻, 干旱胁迫, 外源硒, 产量, 光合作用

Abstract: To investigate the methods for alleviating drought stress in flax and improving its drought resistance，the cultivar Jinya 10 was selected as the experimental material.At the budding stage，three treatments were designed：normal control（CK），drought stress following a spray of clear water（DS），and drought stress after spraying 50 g/ha Na₂SeO₃（SE）.Foliar applications of water and selenium fertilizer were conducted，and after the drought period，various parameters were measured，including photosynthetic indices，chlorophyll fluorescence parameters，H₂O₂ content，malondialdehyde（MDA）level，antioxidant enzyme activities，osmotic adjustment substance content，nitrogen metabolism‑related enzyme activities，yield，and yield components.The results revealed that drought stress at the budding stage significantly impaired plant growth and development，whereas selenium application notably mitigated the detrimental effects of drought on flax.The grain yield under the SE treatment was significantly higher，with an increase of 16. 43% compared to the DS treatment，primarily due to a substantial rise in the number of capsules per plant and seeds per capsule. Exogenous selenium treatment substantially improved the net photosynthetic rate（Pn），stomatal conductance（Gs），and transpiration rate（Tr） in flax leaves under drought stress，while also increased chlorophyll content.Additionally，the maximum photochemical efficiency（Fv/Fm）and the actual photochemical efficiency of PSⅡ（ΦPSⅡ）were significantly enhanced. Selenium fertilizer also considerably enhanced the activities of superoxide dismutase（SOD），peroxidase（POD），catalase（CAT），nitrate reductase（NR），glutamine synthetase（GS），and glutamate dehydrogenase（GDH）under drought stress，with activity increases ranging from 11.19% to 20.57%.It also significantly reduced the non‑photochemical quenching coefficient（NPQ），H₂O₂，and MDA content. Therefore，foliar application of 50 g/ha selenium fertilizer effectively alleviated the negative effects of drought stress during the budding stage on flax growth and yield by enhancing photosynthetic efficiency，optimizing chlorophyll fluorescence parameters，boosting the activity of antioxidant enzymes and nitrogen metabolism related enzymes，and decreasing reactive oxygen species and MDA levels.

Key words: Flax, Drought stress, Exogenous selenium, Yield, Photosynthesis

中图分类号:

S565.9

王文霞, 刘宇琪, 夏清, 智慧, 杜杰. 外源硒对干旱胁迫下胡麻生理特性的影响[J]. 河南农业科学, 2025, 54(7): 55-63.

WANG Wenxia, LIU Yuqi, XIA Qing, ZHI Hui, DU Jie. The Impact of Exogenous Selenium on the Physiological Characteristics of Flax under Drought Stress[J]. Journal of Henan Agricultural Sciences, 2025, 54(7): 55-63.

图/表 5

参考文献

［1］马琴，赵瑞红，琚铭，等. 基于FISH和GISH技术的芝麻栽培种和野生种染色体组特征比较分析［J］.河南农业科学，2024，53（10）：48‑53.
MA Q，ZHAO R H，JU M，et al.Comparative analysis of chromosome sets characteristics of sesame cultivated species and wild species based on FISH and GISH technologies［J］. Journal of Henan Agricultural Sciences，2024，53（10）：48‑53.

［2］伊六喜，斯钦巴特尔，贾霄云，等. 胡麻种质资源、育种及遗传研究进展［J］.中国麻业科学，2017，39（2）：81‑87.

YI L X，SI Q，JIA X Y，et al. Advances in research on germplasm resources，breeding and genetics of flax［J］.Plant Fiber Sciences in China，2017，39（2）：81‑87.

［3］FALLAH M，HADI H，AMIRNIA R，et al. Eco‑friendly soil amendments improve growth，antioxidant activities，and root colonization in lingrain（Linum usitatissimum L.）under drought conditions［J］.PLoS One，2021，16（12）：e0261225.

［4］DASH P K，RAI R，PRADHAN S K，et al. Drought and oxidative stress in flax（Linum usitatissimum L.）entails

harnessing non‑canonical reference gene for precise quantification of qRT‑PCR gene expression［J］.Antioxidants，2023，12（4）：950.

［5］ MELELLI A，DURAND S，ALVARADO C，et al.Anticipating global warming effects：A comprehensive study of drought impact of both flax plants and fibres［J］. Industrial Crops and Products，2022，184：115011.

［6］何丽，杜彦斌，张金，等. 干旱对胡麻现蕾期光合特性及产量的影响［J］.西北农林科技大学学报（自然科学版），2017，45（4）：59‑64.
HE L，DU Y B，ZHANG J，et al. Influence of drought stress on photosynthetic and fluorescence characteristics of benne at squaring stage［J］. Journal of Northwest A & F University（Natural Science Edition），2017，45（4）：59‑64.

［7］SNOWDEN M C，RITCHIE G L，SIMAO F R，et al.Timing of episodic drought can be critical in cotton［J］.Agronomy Journal，2014，106（2）：452‑458.

［8］欧巧明，叶春雷，李进京，等. 胡麻种质资源成株期抗旱性综合评价及其指标筛选［J］. 干旱区研究，2017，34（5）：1083‑1092.
OU Q M，YE C L，LI J J，et al. Comprehensive valuation and screening of drought resistance of flax germplasms［J］. Arid Zone Research，2017，34（5）：1083‑1092.

［9］ZARE S，MIRLOHI A，SAEIDI G，et al. Water stress intensified the relation of seed color with lignan content and seed yield components in flax（Linum usitatissimum L.）［J］. Scientific Reports，2021，11（1）：23958.

［10］ZHANG Q Q，TANG W，XIONG Z，et al. Stomatal conductance in rice leaves and panicles responds differently to abscisic acid and soil drought［J］. Journal of Experimental Botany，2023，74（5）：1551‑1563.

［11］ WANG X，ZHANG M M，WANG Y J，et al. The plasma membrane NADPH oxidase OsRbohA plays a crucial role in developmental regulation and drought‑stress response in rice［J］. Physiologia Plantarum，2016，156 （4）：421‑443.

［12］彭超军，华夏，王松峰，等. 干旱胁迫对不同小麦品种灌浆期旗叶光合及生理特性的影响［J］.河南农业科学，2025，54（2）：40‑47.
PENG C J，HUA X，WANG S F，et al. Effect of drought stress on photosynthetic and physiological characteristics of flag leaves of different wheat varieties at filling stage［J］. Journal of Henan Agricultural Sciences，2025，54（2）：40‑47.

［13］魏艳秋，景艺卓，郭笑恒，等. 外源硒对植物抗盐性的影响研究进展［J］. 作物杂志，2021（2）：15‑21.
WEI Y Q，JING Y Z，GUO X H，et al. Research progress on the effect of exogenous selenium on salt resistance of plants［J］. Crops，2021（2）：15‑21.

［14］BHADWAL S， SHARMA S. Selenium alleviates physiological traits，nutrient uptake and nitrogen metabolism in rice under arsenate stress［J］.Environmental Science and Pollution Research International，2022，29（47）：70862‑70881.

［15］ZHONG Y，CUI H X，LI H H，et al. Foliar application of selenium enhances drought tolerance in tomatoes by modulating the antioxidative system and restoring photosynthesis［J］. Agronomy，2024，14（6）：1184.

［16］刘春梅，罗盛国，刘元英. 硒对镉胁迫下寒地水稻镉含量与分配的影响［J］. 植物营养与肥料学报，2015，21（1）：190‑199.
LIU C M，LUO S G，LIU Y Y. Effects of Se on Cd content and distribution in rice plant under Cd stress in cold climate［J］.Journal of Plant Nutrition and Fertilizer，2015，21（1）：190‑199.

［17］翟夜雨，黄五星，袁岐山，等. 植物镉毒害与硒对镉胁迫的缓解作用研究进展［J］.河南农业大学学报，2023，57（3）：372‑382.
ZHAI Y Y，HUANG W X，YUAN Q S，et al. Research progress on plant cadmium toxicity and the alleviation effect of selenium on cadmium stress［J］.Journal of Henan Agricultural University，2023，57（3）：372‑382.

［18］LANZA M G D B，REIS A R D. Roles of selenium in mineral plant nutrition：ROS scavenging responses against abiotic stresses［J］.Plant Physiology and Biochemistry，2021，164：27‑43.

［19］樊玉春，李玥，魏霖静，等. 三种胡麻生长模型对现蕾期和青果期干旱胁迫响应能力的比较［J］.江苏农业学报，2023，39（2）：423‑433.
FAN Y C，LI Y，WEI L J，et al. Comparison of responsiveness of three oil flax growth models to drought stress at budding stage and green fruit stage［J］. Jiangsu Journal of Agricultural Sciences，2023，39 （2）：423‑433.

［20］刘莹莹，李玥，吴兵. 胡麻籽粒产量形成对干旱胁迫的响应及其模拟模型研究［J］.作物研究，2023，37（1）：14‑21.
LIU Y Y，LI Y，WU B. Study on response of flax grain yield formation to drought stress and its simulation model［J］.Crop Research，2023，37（1）：14‑21.

［21］HEDHLY A. Sensitivity of flowering plant gametophytes to temperature fluctuations［J］.Environmental and Experimental Botany，2011，74：9‑16.

［22］ZAHRA N，WAHID A，HAFEEZ M B，et al. Grain development in wheat under combined heat and drought stress：Plant responses and management［J］.Environmental and Experimental Botany，2021，188：104517.

［23］YAN J，CHEN X J，ZHU T G，et al. Effects of selenium fertilizer application on yield and selenium accumulation characteristics of different Japonica rice varieties［J］.Sustainability，2021，13（18）：10284.

［24］WANG L，GAO F，ZHANG L G，et al. Effects of basal selenium fertilizer application on agronomic traits，yield，quality，and Se content of dryland maize［J］.Plants，2022，11（22）：3099.

［25］RAZA M A S，ASLAM M U，VALIPOUR M，et al.Seed priming with selenium improves growth and yield of quinoa plants suffering drought［J］. Scientific Reports，2024，14（1）：886.

［26］SARDARI M，REZAYIAN M，NIKNAM V. Comparative study for the effect of selenium and nano‑selenium on wheat plants grown under drought stress［J］.Russian Journal of Plant Physiology，2022，69（6）：127.

［27］ASGHER M，REHAMAN A，ISLAM S N U，et al.Appraisal of functions and role of selenium in heavy metal stress adaptation in plants［J］. Agriculture，2023，13（5）：1083.

［28］王显瑞，刘莉莉，柴晓娇，等. 外源亚精胺对干旱胁迫下谷子幼苗光合作用及碳水化合物积累的影响［J］.作物杂志，2015（5）：100‑106.
WANG X R，LIU L L，CHAI X J，et al.Effects of exogenous spermidine on photosynthesis and
carbohydrate accumulation in foxtail millet（Setaria italica）seedlings under drought stress［J］. Crops，2015 （5）：100‑106.

［29］YOUSEFZADEH NAJAFABADI M，EHSANZADEH P.Photosynthetic and antioxidative upregulation in drought‑stressed sesame（Sesamum indicum L. ）subjected to foliar‑applied salicylic acid［J］.Photosynthetica，2017，55（4）：611‑622.

［30］FANG S，YANG H Y，DUAN L C，et al. Potassium fertilizer improves drought stress alleviation potential in sesame by enhancing photosynthesis and hormonal regulation［J］.Plant Physiology and Biochemistry，2023，200：107744.

［31］BORBÉLY P，MOLNÁR Á，VALYON E，et al.The effect of foliar selenium（Se）treatment on growth，photosynthesis，and oxidative‑nitrosative signalling of Stevia rebaudiana leaves［J］.Antioxidants，2021，10（1）：72.

［32］FAN S Y，WU H，GONG H J，et al. The salicylic acid mediates selenium‑induced tolerance to drought stress in tomato plants［J］. Scientia Horticulturae，2022，300：111092.

［33］ALI J，JAN I，ULLAH H，et al. Biochemical response of okra（Abelmoschus esculentus L. ）to selenium（Se）under drought stress［J］. Sustainability，2023，15（7）：5694.

［34］LUO H W，XING P P，LIU J H，et al. Selenium improved antioxidant response and photosynthesis in fragrant rice（Oryza sativa L.）seedlings during drought stress［J］. Physiology and Molecular Biology of Plants，2021，27（12）：2849‑2858.

［35］汝晨，胡笑涛，吕梦薇，等. 花后高温干旱胁迫下氮素对冬小麦氮积累与代谢酶、蛋白质含量及水氮利用效率的影响［J］. 中国农业科学，2022，55（17）：3303‑3320.
RU C，HU X T，LÜ M W，et al. Effects of nitrogen on nitrogen accumulation and distribution，nitrogen metabolizing enzymes，protein content，and water and nitrogen use efficiency in winter wheat under heat and
drought stress after anthesis［J］.Scientia Agricultura Sinica，2022，55（17）：3303‑3320.
［36］CHEN H F，ZHANG Q，LU Z F，et al. Accumulation of ammonium and reactive oxygen mediated drought‑induced rice growth inhibition by disturbed nitrogen metabolism and photosynthesis［J］.Plant and Soil，2018，431（1）：107‑117.

［37］HAN M L，LV Q Y，ZHANG J，et al. Decreasing nitrogen assimilation under drought stress by suppressing DST‑mediated activation of nitrate reductase 1. 2 in rice［J］. Molecular Plant，2022，15（1）：167‑178.
［38］DU J，SHEN T H，XIONG Q Q，et al. Combined proteomics，metabolomics and physiological analyses of rice growth and grain yield with heavy nitrogen application before and after drought［J］. BMC Plant Biology，2020，20（1）：556.

［39］姜英，曾昭海，杨麒生，等.植物硒吸收转化机制及生理作用研究进展［J］.应用生态学报，2016，27（12）：4067‑4076.
JIANG Y，ZENG Z H，YANG Q S，et al. Selenium（Se）uptake and transformation mechanisms and physiological function in plant：A review［J］.Chinese Journal of Applied Ecology，2016，27（12）：4067‑4076.
［40］NAWAZ F，NAEEM M，ASHRAF M Y，et al. Selenium supplementation affects physiological and biochemical processes to improve fodder yield and quality of maize（Zea mays L.）under water deficit conditions［J］.Frontiers in Plant Science，2016，7：1438.

［41］AMEEN M，ZIA M A，NAJEEB ALAWADI H F，et al.Exogenous application of selenium on sunflower（Helianthus annuus L. ） to enhance drought stress tolerance by morpho‑physiological and biochemical adaptations［J］. Frontiers in Plant Science，2024，15：1427420.

[1]	刘秋员, 龚静阳, 卫云飞, 李猛, 季新, 刘娟, 冯凡, 王付娟, 雷振山, 宋晓华. 株距与穴苗数配置对粳稻穗部性状、产量及品质的影响[J]. 河南农业科学, 2025, 54(7): 21-29.
[2]	蔡宗程, 吕亮雨, 刘青青, 张海蓉, 李发毅, 保善存, 付守全, 施建军. 施肥和种植密度对燕麦饲草产量、品质和土壤理化性质的影响[J]. 河南农业科学, 2025, 54(7): 30-39.
[3]	刘玉午, 卓乐, 程周琦, 邱林, 李有志, 屠乃美, 易镇邪. 水分管理方式对双季稻产量和稻飞虱发生的影响[J]. 河南农业科学, 2025, 54(7): 98-106.
[4]	王海洋, 靳海洋, 宋航, 潘秀燕, 闫雅倩, 杨习文, 曾昭海, 臧华栋, 郑念, 李向东, 贺德先. 不同茬口对冬小麦干物质积累和转运、氮素吸收利用及产量的影响[J]. 河南农业科学, 2025, 54(6): 1-10.
[5]	王国栋, 王潭刚, 李慧琴, 宋伟, 王元荣, 王刚. 南疆棉区不同打顶剂及喷施时间对棉花农艺性状、产量和品质的影响[J]. 河南农业科学, 2025, 54(6): 21-29.
[6]	杨春胤, 马凤捷, 谢忠清, 张亚萍. 硼、锌、镁肥复配对甜叶菊生长、产量及品质的影响[J]. 河南农业科学, 2025, 54(6): 30-42.
[7]	李华, 陈亮, 杜雷超, 刘斌, 张生银, 张景辉. 保水剂施用深度和施用量对玉米光合特性、产量和水分利用效率的影响[J]. 河南农业科学, 2025, 54(5): 10-22.
[8]	李晓德, 柏心彤, 吴恩召, 吕春蕾, 陈树林, 殷贵鸿, 王道文, 张坤普. 小麦骨干亲本周8425B 衍生品种（系）春化和光周期基因的组成分析[J]. 河南农业科学, 2025, 54(5): 23-30.
[9]	柏程瀚, 吉林爽, 王斯文, 刘亮, 马巍, 刘晓亮, 杨永志, 孙一楠, 郭万卿, 林喆, 侯林含, 朴锦, 侯立刚. 秸秆还田条件下穗分化期水分调控对水稻叶片光合特性和产量的影响[J]. 河南农业科学, 2025, 54(5): 31-40.
[10]	范志远, 尉辉, 赫宇恒, 顾城志, 李锦超, 冯春静, 刘素慧. 褪黑素对干旱胁迫下马铃薯生长发育、光合特性和产量的影响[J]. 河南农业科学, 2025, 54(5): 41-48.
[11]	赵立尚, 杨天聪, 张小美, 宋全昊, 马知遥, 冯伟, 段剑钊. 耕作与秸秆还田方式对冬小麦产量及N₂O排放的影响[J]. 河南农业科学, 2025, 54(4): 27-36.
[12]	高翠民, 田媛, 张瑞卿, 何方, 韩伟锋, 张运红, 潘晓莹, 杨永辉. 灌溉方式对小麦-花生轮作体系作物产量及水氮利用率的影响[J]. 河南农业科学, 2025, 54(3): 31-39.
[13]	袁团团, 刘长兵, 本秋平, 丁兆斐, 王开勇, 樊华, 李蔚农, 李志强. 不同生长调节剂对甜菜生长发育的影响及其综合评价[J]. 河南农业科学, 2025, 54(3): 40-49.
[14]	彭超军, 华夏, 王松峰, 高崇, 董海滨, 胡琳. 干旱胁迫对不同小麦品种灌浆期旗叶光合及生理特性的影响[J]. 河南农业科学, 2025, 54(2): 40-47.
[15]	吕树立, 丁芳, 田壮博. 喷施调环酸钙对不同密度芝麻机收农艺性状、产量及品质的影响[J]. 河南农业科学, 2025, 54(2): 58-65.