近日，国硒中心许锋教授领衔的富硒植物研究团队在Tree Physiology杂志发表了题为“Comparative physiological and transcriptome analysis reveals the potential mechanism of selenium accumulation and tolerance to selenate toxicity ofBroussonetia papyrifera”的研究论文。该研究采用外源施硒对构树进行处理，分别采用生理指标和转录组测序技术，通过GSEA、WGCNA等手段对构树聚硒和耐硒的分子和生理机制进行解析，揭示构树硒代谢的基因调控网络。

图1 文章封面

构树（Broussonetia papyifera）为桑科桑亚科构属落叶乔木或灌木状。是一种适应性广、抗逆性强、耐旱耐湿的树种，广泛分布于国内各个省市。硒是动物和人类的必需微量营养元素，参与动物和人类多种酶的合成，抑制癌症的发生。通过补硒可以增强人体免疫力，起到防癌抗癌、延缓衰老的作用。报道发现构树的同属植物白桑具有一定的聚硒能力，这表明可通过硒强化的方式提高构树硒积累能力，并将其作为植物硒源进而加工为饲料、硒蛋白食品等富硒产品，直接或间接作为人类补硒的一种食物来源。

图2 总硫含量、总硒含量、硒形态等生理指标

本研究通过叶施方式处理一年生构树，发现构树通过类黄酮含量及抗氧化酶活性的提高，减少过量硒对构树的胁迫。此外，构树中主要硒形态为硒代蛋氨酸，且对两种硒源的转化效率存在显著不同，对亚硒酸钠的有机硒转化率可达90%以上，而对硒酸钠的转化率为45%左右。总硫和硒含量数据表明两种物质在构树中表现为竞争关系（图2）。

通过对构树21个样品进行转录组分析，利用GSEA、WGCNA等手段结合生理数据，对硒代谢相关结构基因进行挖掘和分析，获得50个与聚硒和耐硒相关的hub-gene，其中包括硒同化通路基因APS、SAT、HMT、SAM等，耐硒相关基因GST、ABC等。

图3 基于WGCNA的关键Hub-gene挖掘

图4 构树中聚硒和耐硒代谢通路

基于挖掘的关键基因及相关报道，该研究推定出构树中聚硒和耐硒的代谢网络，为构树硒代谢相关基因的功能研究提供理论基础和数据支撑。

长江大学园艺园林学院博士陈强文为本文第一作者，许锋教授为通讯作者。该研究受到湖北省重点研发计划项目的资助。