Нарушения в растениях при избытке селена
На содержание селена в растениях обратили внимание в 30-х годах XX века после установления фактов отравления этим микроэлементом травоядных животных в тех регионах, где почвы обогащены селеном. Почвы могут загрязняться предприятиями горной промышленности, заводами по переработке угля и нефти и др.
Вследствие включения селена в пищевые цепи он может приводить к отравлению животных, особенно рыб и птиц. Токсичный для животных уровень селена в кормах — 1-5 мкг/г сухой массы.
Критические концентрации селена в побегах (мкг/г), ингибировавшие рост растений, следующие: для
Brassica juncea Czern L. — 105, кукурузы — 41, риса и пшеницы — 19. В дозе больше 1,5-3 мг/кг почвы селен накапливался в этих растениях до токсичного для потребления животными уровня - больше 5 мг Se/кг биомассы. При концентрации селена в почве больше 0,5 мг/кг продукция растениеводства токсична для животных.
Токсичны для растений селиниты и селенаты. Обе эти формы быстро поглощаются и включаются в метаболизм растений. Токсичность селена обусловлена прежде всего нарушениями в функциональной активности белков, возникающими вследствие замещения цистеина и метионина их аналогами, содержащими селен — селеноцистеином и селенометионином. Вытеснение серы селеном сопровождается изменениями в структуре этих аминокислот, приводящими к потере или к снижению каталитической активности ферментов, в состав которых входят белки, содержащие серу. Кроме того, селен вызывает нарушения в синтезе хлорофилла и глутатиона, а также в ассимиляции нитратов.
В целом степень интоксикации растений зависит как от природы и концентрации микроэлемента, так и от толерантности растительного организма. Токсичность мироэлементов-металлов убывает в следующем порядке: Cd > Cu > Pb > Zn (при эквимолярных концентрациях). Однако эта последовательности может модифицироваться физико-химическими условиями мест обитания растений. Кроме того, по разным информационным источникам, экспозиции тяжелых металлов, а также толерантность растений несопоставимы между собой, что затрудняет исследования.
Толерантность растений может меняться, если на корнях появляются микоризы. Последние (особенно эктомикоризы) могут аккумулировать в своем мицелии металлы, что ограничивает их поступление в ткани растения-хозяина.
