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西兰花（Brassica oleracea var.italica）是十字花科芸薹属的一、二年生草本植物,原产于意大利。西兰花因其营养价值而闻名,在世界范围内广受欢迎,是多种营养成分和生物活性物质的良好来源。近年来,西兰花及其衍生产品被报道具有多种健康功效,如抗氧化、抗炎、抗癌、调节代谢综合征、神经保护和肝肾保护等作用。此外,硒是人体必须的微量元素,但我国多数作物产区均处于低硒地区,因此在日常饮食中补充富硒食品十分重要,而十字花科的作物则普遍具有较强的富硒能力。基于此,本课题以体外抗氧化活性为基础,利用代谢组学技术探索西兰花在富硒过程对芽苗抗氧化活性和代谢物组成和含量的影响,为培育高抗氧化活性的西兰花芽苗提供理论依据。相关研究结果如下:（1）选取六种常见的西兰花种子（绿华、蔓陀绿、方震绿冠、优秀、文兴和碧绿）为研究对象,对其体外抗氧化活性和酚类物质含量进行测定。结果表明,绿华的体外抗氧化活性和总酚含量明显优于其他品种,而碧绿的抗氧化活性最弱且总酚含量最低,但其总黄酮含量和绿华之间无显著差异。基于超高液相质谱/质谱对六种西兰花种子的代谢物进行分析,共鉴定出988种代谢物,有317种为差异代谢物,其中VIP值前20种差异代谢物主要集中在“氨基酸及其衍生物”和“有机酸”,差异最大的代谢物为γ-氨基丁酸。（2）选择种子中抗氧化活性高、中、低的三个品种,在相同条件下进行萌发处理,分析芽苗体外抗氧化活性及酚类物质含量。测定结果显示,发芽后西兰花芽苗的抗氧化活性显著增强,同时酚类物质大量富集。其中,绿华品种的抗氧化活性及酚类物质含量最高。对三个品种西兰花发芽前后的代谢物变化进行分析对比发现,绿华、优秀和碧绿在发芽前后分别有612、602和621种差异代谢物,并且有404个差异代谢物在三个品种之间均存在。“酚酸”中,丰度值最高的差异代谢物均为二芥子酰葡萄糖苷。“黄酮”中,山柰酚-3-O-（2’’-芥子酰）葡萄糖基-（1→2）-（6’’-丙二酰）葡萄糖苷和异鼠李素-3-O-槐糖苷在三种西兰花发芽过程中均为丰度值较高的差异代谢物。“生物碱”中,三个品种之间丰度值前5的差异代谢物相同,为:N-（2-羟基-4-甲氧基苯基）乙酰胺、3-氨基-2-萘甲酸、3-吲哚丙烯酸、腐胺、6-脱氧荞麦碱,且差异倍数最大物质均为对香豆酰亚精胺。“氨基酸及其衍生物”类代谢物中L-组氨酸在三个品种中均为丰度最高的差异代谢物、L-酪氨酸和L-苯丙氨酸也在三个品种之间均在丰度值前5,而差异倍数最大的物质均为甘氨酰苯基丙氨酸。不同品种的西兰花发芽过程中均会带来巨大的物质变化,并且代谢物的变化规律在不同品种之间有一定的相似性。（3）选定绿华作为后续实验的品种。首先,对其进行不同天数的普通培养。发现酚类物质累积主要集中在发芽中期,呈现先增后减的趋势,而在光培养第4天,抗氧化活性和酚类物质含量均达到峰值。在此基础上,对西兰花芽苗进行纳米硒和亚硒酸钠两种硒源的富硒处理,结果表明,两种硒源适宜浓度均可以提升芽苗的基础指标,但75μmol/L的纳米硒溶液,抗氧化活性和酚类物质含量均优于亚硒酸钠。普通芽苗和富硒芽苗共检测出1974种代谢物,173种为差异代谢物且129种均在富硒芽苗中上调,而且主要在集中在“酚酸”和“黄酮”中。在“酚酸”中丰度值前5的物质为乙酸苯酯、4-羟基苯乙酮、4-羟基苯甲酸丙酯、香兰素乙酸酯、5’-葡萄糖基氧代茉莉酸,此外1-O-对香豆酰甘油、2-羟基-3-苯基丙酸和三羟基肉桂酰奎宁酸仅存在于富硒芽苗中,且三羟基肉桂酰奎宁酸在富硒后差异倍数最大。“黄酮”中商路黄素、槲皮素-3-O-半乳糖苷（金丝桃苷）、杜鹃黄素、异鼠李素-3,7-O-二葡萄糖苷、槲皮素-3-O-葡萄糖苷（异槲皮苷）是在代谢物中丰度前5。异杞柳苷（根皮苷查耳酮）和矢车菊素-3-O-（6’’-O-丙二酰）葡萄糖苷-5-O-（6’’’-O-咖啡酰）葡萄糖苷-3’-O-葡萄糖苷仅在富硒芽苗中被检测到,异杞柳苷为富硒前后差异最显著的物质。（4）进一步对普通芽苗和富硒芽苗之间的KEGG富集通路分析,最显著的为“黄酮和黄醇酮的生物合成”。在该通路中共4个代谢物上调,异牡荆素、异槲皮苷（槲皮素-3-O-葡萄糖苷）、芦丁和丁香亭,相关酶EC 2.4.1.91、EC 2.4.1.159和EC 2.1.1.267;牡荆素和木犀草苷则下调,相关酶EC 2.4.1.81。而“类黄酮生物合成”与该显著通路有关联,分析发现,该条通路中仅有柚皮苷和异杞柳苷上调,而异杞柳苷正是“黄酮”中显著改变的物质,相关酶EC 2.4.1.-。这些结果表明,异杞柳苷及相关酶EC 2.4.1.-可能是富硒过程中调控抗氧化活性的关键物质。本研究以西兰花为研究对象,以体外抗氧化活性和酚类物质含量为指标,利用高通量代谢组学技术,初步探明不同品种西兰花种子之间及发芽过程代谢物变化规律,在此基础上发现富硒芽苗的关键代谢物和相关酶。研究结果为西兰花品种的选择及西兰花芽苗的培育提供了相关参考,也为富硒高抗氧化活性西兰花芽苗的培育提供了理论基础,具有重要的科学研究意义和实践应用价值。