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人体锌(Zn)营养缺乏是世界范围内普遍存在的营养问题。饮食中锌摄取量不足和饮食结构单一化是引起人体锌缺乏的主要原因。小麦作为我国三大粮食作物之一,占每日能量摄取量30%左右。因此,提高小麦籽粒锌浓度和生物有效性是改善人体锌营养缺乏的重要途径。我们4年田间结果表明施用不同用量氮肥后,小麦籽粒锌浓度提高了1.1-10.2 mg kg-1,增加幅度为4.3-41.4%。本文概述了氮素供应对小麦根系锌吸收、运输、转移及在籽粒累积等生理过程的影响。单位根长、单位根表面积和单位根重锌吸收量均随氮素供应增加呈现增加趋势,表明氮素供应有利于构建良好的根系形态,从而有利于提高根系锌吸收能力。其他研究者猜测氮素供应也可能通过增加根系锌转运载体数量(如ZIPs家族的IRT-like蛋白)促进根系锌吸收,但需要进一步证实。锌被根系吸收后,大多数锌可以从根系运输到小麦地上部。例如在拔节期、开花期和成熟期,小麦地上部植株锌累积量占总锌累积量(地上部和根系锌累积量之和)比例分别为55-79%、61-87%和83-90%,表明锌从根系向地上部的运输不是小麦籽粒锌累积的限制因子,而韧皮部的卸载可能是关键。HMA(重金属腺苷三磷酸酶)家族蛋白(HMA2和HMA4)和YSL家族蛋白分别负责木质部中锌的装载和卸载。氮素供应是否通过提高锌转运载体(如HMA家族蛋白)的活性而促进锌的转运还有待于进一步研究。田间条件下,67-100%的小麦籽粒锌累积来自于花前锌从营养器官向籽粒的再转移,而且灌浆期内锌从营养器官向籽粒的转移量与氮从营养器官向籽粒的转移量有显著正相关,表明氮素供应促进锌从营养器官向籽粒的再转移能力。而溶液培养试验结果表明花后持续供锌时,约100%的籽粒锌累积来自于花后根系锌吸收。以上研究结果表明小麦籽粒锌累积来自花前再转移还是来自花后根系持续吸收主要取决于介质锌供应能力。氮素供应不仅提高了整个小麦籽粒锌浓度,也增加了小麦籽粒不同组分(种皮、糊粉层、胚乳)锌浓度,但增加的锌主要以难溶性锌存在,而可溶性锌浓度下降。进一步用高效液相色谱联用电感耦合等离子体质谱(SEC-ICP-MS)分析发现,可溶性提取液中尼克酰胺(NA)-Zn含量随氮素供应增加而下降,表明NA可能仅在锌向籽粒的韧皮部运输中起着重要的作用,而不是籽粒锌储存的主要形态。高氮供应降低了具有生物有效性的NA-Zn含量,同时也降低了植酸含量,因此,氮素供应对小麦籽粒锌生物有效性的影响需要进一步研究。