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西兰花是一种富含丰富的营养成分和高营养价值的蔬菜。硫苷经过黑芥子酶水解产生的萝卜硫素具有较高的抗癌活性。硒和硫同属于VIA族元素,硒硫之间具有竞争抑制作用和协同作用。通过施肥等营养强化技术手段提高西兰花中营养素和功能成分的含量是今后农业发展的重要方向。本研究以西兰花品种“耐寒优秀”为试验材料,以Na2Se O3为硒源,K2SO4为硫源,进行了7个硒水平单因素Na2Se O3试验,4个硫水平K2SO4试验,以及5个硒水平和3个硫水平硒硫互作试验,研究了外源物质Na2Se O3和K2SO4对西兰花营养品质的影响和代谢调控机理,为培育优质西兰花提供理论依据,为精准医疗和人类健康产业提供技术支持和功效产品原料。主要研究结果如下:1.不同浓度Na2Se O3处理对西兰花营养品质和抗氧化能力产生了不同效应。低浓度的硒(0～50 mg·L-1)可以促进VC的合成,10、25 mg·L-1处理比对照分别提高4.72%、5.52%,而提高外源硒浓度后则出现抑制效应;可溶性蛋白质含量在高浓度硒(100～200 mg·L-1)处理下表现为抑制效应,在10 mg·L-1处理下含量最高,较对照提高7.84%;可溶性糖含量在25 mg·L-1处理下达到峰值,较对照提高6.55%。可见,在10～25mg·L-1浓度处理下,促进了西兰花营养品质的改善。硒肥处理对西兰花多酚和总黄酮含量有显著影响,200 mg·L-1处理与最大值处理10mg·L-1多酚含量差异不显著。对照的总黄酮含量最大。MDA含量和SOD活性均在200 mg·L-1处理下最高。可见,200 mg·L-1处理提高了西兰花的抗氧化能力。2、不同浓度Na2Se O3处理对西兰花硫苷含量的影响差异明显。脂肪族硫苷组分PRO、SIN、RAA、NAP、ERU和总脂肪族硫苷含量,除ERU在200 mg·L-1处理含量最高外,其余组分含量均在25 mg·L-1处理达到峰值,且与对照差异明显;吲哚族硫苷组分4OH、GBC、NEO、4ME和总吲哚族硫苷以及总硫苷含量,除4ME在200 mg·L-1处理下达到峰值外,其它均在50 mg·L-1处理含量最高,且与对照差异显著。在50 mg·L-1和200 mg·L-1处理下萝卜硫素含量没有显著差异性,以50mg·L-1处理萝卜硫素含量最高。黑芥子酶活性随着Na2Se O3浓度的加大出现逐渐降低的变化趋势,以对照最大,在高浓度(50～200 mg·L-1)处理下黑芥子酶活性差异不显著。可见,25 mg·L-1Na2Se O3处理促进了脂肪族硫苷的合成,50 mg·L-1处理促进了吲哚族硫苷、总硫苷和萝卜硫素的合成。对于RAA,以25 mg·L-1处理含量最高,5 mg·L-1处理含量最低,可以作为下一步硫苷合成关键基因表达量检测研究的依据。3、选取RAA含量最高和最低的两个Na2Se O3浓度(5、25 mg·L-1)处理与对照,进行了硫苷合成关键基因表达量检测。结果表明,CYP83B1、CYP79F1、BCAT4、MAM1和UGT74B1均呈先下降后升高的变化趋势,CYP83B1和CYP79F1在5、25 mg·L-1处理下表达量显著下调,均产生抑制作用。虽然BCAT4、MAM1和UGT74B1经过Na2Se O3处理后表达量低于对照,但是不同硒处理之间的表达量没有显著变化。CYP79B2、FMO2和MYB28均在25 mg·L-1处理后表达量显著上调。与对照相比,CYP83A1和MYB34经过Na2Se O3处理后表达量均下调。进行相关性分析后出现以下4对极显著正相关关系:MYB28和总脂肪族硫苷含量、MYB34和总吲哚族硫苷含量、CYP79B2和RAA含量、CYP83A1和黑芥子酶活性。CYP79B2、MYB34和MYB28的表达量上调促进了RAA、总吲哚族硫苷和总脂肪族硫苷的合成。4、不同用量K2SO4处理对西兰花的营养品质和抗氧化能力的影响不同。各处理西兰花的VC含量均小于对照。可溶性蛋白质、可溶性糖、多酚和总黄酮含量,均以150 g·m-2处理最高,显著高于对照,较对照分别提高23.51%、87.49%、146.00%和22.73%。MDA在75 g·m-2处理后被显著抑制,而SOD恰恰相反,75 g·m-2处理下活性最高。可见,150 g·m-2处理有利于西兰花营养品质和抗氧化能力提高。5、不同用量K2SO4处理对西兰花硫苷含量的影响差异明显。PRO、SIN、NAP、GBC、4ME、NEO、总吲哚族硫苷和总硫苷含量均以150g·m-2处理含量最高,RAA和总脂肪族硫苷含量则在75 g·m-2处理达到峰值,ERU和4OH在25 g·m-2处理下含量最高,且均与对照差异明显。150 g·m-2处理的萝卜硫素含量最高,而黑芥子酶活性以75 g·m-2处理最高。可见,150 g·m-2处理对西兰花中大部分硫苷组分含量、总吲哚族硫苷、总硫苷含量和萝卜硫素含量提高效果显著。150 g·m-2处理对总硫苷含量影响效果最明显,可以作为下一步硫苷合成关键基因表达量检测研究的依据。6、选取总硫苷含量最高的K2SO4用量(150 g·m-2)处理与对照,进行了硫苷合成关键基因表达量检测。结果表明,CYP79B2、CYP83B1、CYP83A1、FMO2、UGT74B1、MYB28和MYB34表达模式相似,呈现上升趋势。CYP79B2、CYP83B1、CYP83A1、UGT74B1和MYB34在150 g·m-2处理下得到了显著上调,并且达到了峰值。CYP79F1和MAM1在150 g·m-2处理下出现了明显的抑制效应。BCAT4的表达量虽然在150g·m-2处理下出现了下调现象,但是不显著。7、硒硫互作对西兰花的营养品质和抗氧化能力差异显著。在S25、S75水平下,西兰花中VC含量均以10 mg·L-1Na2Se O3处理最高,而在S150水平下,VC含量以25 mg·L-1Na2Se O3处理下最高;可溶性蛋白质含量在S75水平下,以25 mg·L-1Na2Se O3处理最高,在S150水平下,25 mg·L-1Na2Se O3处理与含量最高的10 mg·L-1Na2Se O3处理差异不显著。S75和S150水平处理下,西兰花中可溶性糖含量高于S25水平。S150+Se25互作组合的多酚含量为硒硫互作处理中最高的,而S150+Se50互作组合的多酚含量与最高含量差异不显著。总黄酮含量在3个不同的硫水平下,均是在25 mg·L-1Na2Se O3处理下抑制现象最显著。在S150水平下,0和50 mg·L-1Na2Se O3处理的MDA含量最高且无显著差异。在S150水平下,对照的SOD活性最高。可见,S150+Se25硒硫互作处理提高了西兰花营养品质,而S150+Se50硒硫互作处理有利于西兰花的抗氧化能力提高。8、硒硫互作对西兰花的硫苷含量影响差异显著。在S25水平下,各硫苷组分含量和总硫苷含量均在50 mg·L-1Na2Se O3处理下出现峰值。在S75水平下,SIN、RAA、4OH、GBC、总脂肪族硫苷含量和总硫苷含量在对照达到最高含量,PRO则是在50 mg·L-1Na2Se O3处理下含量最高,而NAP和ERU在5 mg·L-1Na2Se O3处理含量最高,4ME、NEO和总吲哚族硫苷含量在25 mg·L-1Na2Se O3处理后出现峰值。在S150水平下,只有RAA和总吲哚族硫苷含量在50 mg·L-1Na2Se O3处理含量最高。萝卜硫素含量在S150水平下出现硒硫互作试验中的最高值,但在S25水平下,50 mg·L-1Na2Se O3处理含量最高。S75水平下,黑芥子酶活性以10 mg·L-1Na2Se O3处理最大,而在Se25水平下,50mg·L-1Na2Se O3处理黑芥子酶最高。可见,S25+Se50硒硫互作处理有利于提高西兰花中硫苷含量、萝卜硫素含量和黑芥子酶活性。综上,单独喷施10～25 mg·L-1Na2Se O3浓度处理对西兰花营养品质、脂肪族硫苷含量和CYP79B2、FMO2和MYB28的表达量有促进效果。单独施用150 g·m-2用量的K2SO4处理提高了西兰花的营养品质、抗氧化性、硫苷组分含量、总硫苷含量、萝卜硫素含量和CYP79B2、CYP83B1、CYP83A1、FMO2、UGT74B1、MYB28、MYB34基因的表达量。硒硫互作下,S150+Se25处理组合提高了西兰花营养品质,S150+Se50处理组合有利于西兰花的抗氧化能力提高,而S25+Se50处理组合有利于提高西兰花的硫苷组分含量、总硫苷含量、萝卜硫素含量和黑芥子酶活性。