富硒農産品能夠補充生活在缺硒地區的人們所需的硒元素，改善人們的健康，因而受到廣泛的關注。硒生物強化，是生産富硒農産品的重要技術。在作物生産中，通常使用葉噴或土施Na2SeO3和Na2SeO4的農藝措施來提高作物籽粒硒濃度水平以實現硒生物強化策略。相較于早期使用的含硒褐煤，無機硒鹽避免了重金屬雜質的引入，但其對環境有害的高毒性阻礙了大規模應用。有機硒化合物毒性相對較低，例如，硒代氨基酸可用作飼料添加劑，對動物安全，但其較高的成本使得它們難以應用于硒肥中。

2020年，揚州大學俞磊教授提出了“元素轉移反應”的概念 [1,2]。在該理論的指導下，他們将具有低成本和生物相容性特征的碳水化合物作為理想的硒有機載體，開發出硒代葡萄糖（SG）[3]。而甲基-硒代葡萄糖（MSG）是SG的升級版本，可通過葡萄糖與MeSeMgCl的親核加成反應輕松制備[4]。與SG相比，MSG中的甲基封端顯着提高了材料的穩定性。通過類似的方法，還可以合成甲基-硒代丙交酯（MSL）。

最近，揚州大學農學院李韬教授課題組對亞硒酸鈉（Na2SeO3）、甲基-硒代半胱氨酸（MSC）、MSG、MSL等四種硒材料在小麥硒強化應用中進行了研究。結果表明，MSG對提高小麥籽粒中硒含量有着明顯的效果，顯著優于其它幾種硒源（圖1）。例如，在溫室環境條件下，噴施0.38 mmol/L MSG後，小麥籽粒硒含量可達到6 mg/kg，幾乎是Na2SeO3、MSC或MSL處理後的籽粒硒含量的4-5倍。總的來看，這四種硒肥的富硒效果表現為MSG >> Na2SeO3 > MSC > MSL。

圖1. 溫室和大田實驗：四種硒肥的小麥籽粒硒積累測試

由此可見，MSG是一種優良的富硒肥料，其富硒能力優于傳統使用的無機或有機硒化合物/材料。該材料的獨特效果，可能由其中含有的大量羟基以及低價硒所緻。其中，羟基可與葉片纖維素羟基發生相互作用（例如氫鍵），從而使得MSG水溶液能夠更好地附着于小麥葉面上緩慢吸收，而相比之下，其它硒肥溶液則容易從小麥葉面滴落，從而導緻硒流失（圖2）。另外，植物硒代謝和解毒機制表明MSG的甲基封端和低價态硒都有利于小麥植株的吸收和積累。

圖2. 四種硒溶液在小麥葉片表面的附着測試

總之，甲硒化葡萄糖（MSG）的富硒效果顯著，且性能穩定，制備簡易，成本相對較低，因此它可以成為硒生物強化的潛在有機硒源，可增加農業産業的附加值。

該工作已發表于Chinese Chemical Letters。論文的第一作者為揚州大學的博士生鹹莉梅。論文的通訊作者為揚州大學的李韬教授與俞磊教授。該工作是揚州大學農學院與化學化工學院展開學科交叉研究所取得的一個典型成果，已獲得國家授權發明專利 [5]，目前正在推廣應用中。

Methylselenized glucose: An efficient organoselenium fertilizer enhancing the selenium content in wheat grains

Limai Xian, Qianru Li, Tao Li, Lei Yu

Chinese Chem. Lett., 2022, DOI: 10.1016/j.cclet.2022.107878

參考文獻：

[1] C. Chen, Y.T. Cao, X.X. Wu, et al., Chin. Chem. Lett. 31 (2020) 1078–1082;

[2] 俞磊, 元素轉移反應, 光明日報出版社, 北京：2021;

[3] W.J. Zhou, P.Z. Li, J. Liu, L. Yu, Ind. Eng. Chem. Res. 59 (2020) 10763−10767;

[4] Q.Y. Wang, P.Z. Li, T. Li, et al., Ind. Eng. Chem. Res. 60 (2021) 8659−8663;

[5]俞磊,李培梓,李韬,王琪遠,左示敏.一種甲基硒代葡萄糖及硒碳的制備方法ZL202110318009.7，2022年7月8日授權。

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