论文部分内容阅读
硫代葡萄糖苷(简称硫苷)是一类富含氮、硫的植物次生代谢物质,主要存在于十字花科植物中,其降解产物与植物风味、抗病虫性以及诱虫性有关。随着研究的深入,人们发现硫苷还与人类自身健康有着非常密切的关系,大量食用芸薹属蔬菜能够降低一些癌症的发病率。因此,如何提高十字花科芸薹属蔬菜中有益硫苷组分的含量已成为近几年的研究热点。本文以原产我国并且在我国长江流域广泛栽培的小白菜(Brassica campestris L.ssp.chinensis var.communis)为试验材料,研究了硫、糖、盐等对硫苷含量的影响,及乙烯、脱落酸、细胞分裂素、生长素等植物生长物质对小白菜硫苷合成的调控,及脂肪族硫苷合成过程中的关键基因CYP79F1的克隆。以期阐明硫、糖、盐等对小白菜硫苷含量和组成的影响,明确植物生长物质对硫苷合成的调控作用；为保健蔬菜的开发、培育,通过化学调控等方法改善蔬菜中硫苷的含量提供一定理论指导。小白菜CYP79F1基因的克隆为将来利用基因工程手段调控脂肪族硫苷含量提供了可能。主要研究内容及取得的结果如下：1.研究了两个(0.0558和1.0558 mM)供硫水平对两个品种小白菜‘上海青’和‘油冬儿’的生长和硫苷含量的影响。结果表明,缺硫明显抑制了小白菜的生长,同时也减少了两种小白菜大部分单个硫苷和总硫苷含量。然而,硫供应对两种基因型小白菜的影响有一定的差异。缺硫状态,对‘上海青’总脂肪族硫苷和总硫苷含量影响较大；但对‘油冬儿’的总吲哚族和芳香族硫苷含量影响较大。2.以小白菜‘上海青’为试验材料,研究了不同浓度(0,0.1和0.2 M)蔗糖和不同浓度(0,0.1和0.2 M)葡萄糖喷施对小白菜生长和硫苷含量的影响。结果表明,蔗糖和葡萄糖处理对小白菜的生长无显著的影响。蔗糖喷施处理显著增加了小白菜总脂肪族硫苷、总吲哚族硫苷和总硫苷含量。0.2 M葡萄糖喷施处理显著增加单个硫苷及总硫苷含量,但0.1 M葡萄糖喷施处理对硫苷含量没有显著影响。然而,蔗糖和葡萄糖处理对芳香族硫苷含量均无显著影响。3.以小白菜‘上海青’为试验材料,研究了不同浓度(0,50和100 mM)NaCl处理对小白菜生长及硫苷含量的影响。结果表明,随NaCl胁迫程度的加大,小白菜地上部和地下部鲜重及干重逐渐降低。50 mM NaCl处理显著提高了小白菜地上部的总脂肪族硫苷、总吲哚族硫苷和总硫苷含量；在100 mM NaCl处理下,总吲哚族硫苷含量显著增加,但显著降低了芳香族硫苷含量。然而,NaCl胁迫处理降低了小白菜根部大部分硫苷含量。4.以小白菜‘上海青’和‘油冬儿’为试验材料,研究了不同浓度(0,10,50,100和200μ1.1-1)乙烯利处理对植株生长和硫苷含量的影响。结果表明,乙烯利处理下两种小白菜鲜重有逐渐降低的趋势。10μ1.1-1乙烯利处理对‘上海青’总脂肪族硫苷和总硫苷诱导效果较好,而100μ1.1-1乙烯利处理对‘油冬儿’总脂肪族硫苷和总硫苷诱导效果较好。另外,乙烯利处理对‘油冬儿’总吲哚族硫苷含量影响不大,但较高浓度(100和200μ1.1-1)处理显著增加了‘上海青’总吲哚族硫苷含量。另外,不同浓度乙烯利处理均减少了‘上海青’芳香族硫苷含量,然而均增加了‘油冬儿’的芳香族硫苷含量。5.以小白菜‘上海青’为试验材料,研究了不同浓度(0,5,10和20 mg.L-1)脱落酸(ABA)处理对小白菜生长和硫苷含量的影响。结果表明,ABA处理对小白菜生长并无显著的影响。与对照相比,5 mg.L-1 ABA处理对大部分脂肪族硫苷和总硫苷含量没有显著影响,但随ABA处理浓度的增加,多数脂肪族硫苷和总硫苷含量降低。然而,大部分单个吲哚族硫苷和总吲哚族硫苷含量随ABA浓度增加有先增加后降低趋势,尤其在10 mg.L-1 ABA处理时总吲哚族硫苷含量达到最高值。另外,20 mg.L-1 ABA处理显著提高了芳香族硫苷的含量。6.以小白菜‘上海青’为试验材料,研究了不同浓度(0,0.2,5和20 mg.L-1)细胞分裂素(CTK)处理对小白菜生长和硫苷含量影响。结果表明,随CTK处理浓度增加,小白菜鲜重有逐渐增加的趋势。20 mg.L-1 CTK处理时小白菜总脂肪族硫苷和总硫苷含量达到最大值。较高浓度(5和20 mg.L-1)CTK处理时显著抑制了1-甲氧基吲哚-3-甲基硫苷和总吲哚族硫苷含量。然而,芳香族硫苷含量随CTK处理浓度增加呈先增加后降低的趋势,0.2 mg.L-1 CTK处理时达到最大值。7.以小白菜‘上海青’为试验材料,研究了萘乙酸(NAA)浓度及喷施次数,吲哚乙酸(IAA)浓度对小白菜生长和硫苷含量影响。结果表明,NAA和IAA处理均显著增加了小白菜鲜重。单次喷施20 mg.L-1 NAA处理显著增加脂肪族硫苷、芳香族硫苷和总硫苷含量,大部分吲哚族硫苷含量在50 mg.L-1 NAA处理时达到最大值。而两次喷施NAA处理时,多数单个硫苷和总硫苷含量均在NAA浓度为10 mg.L-1时达到最高。5-20 mg.L-1 IAA处理均显著提高了大部分脂肪族硫苷和总硫苷含量。大部分吲哚族硫苷含量呈先增加后降低趋势,5mg.L-1 IAA处理时达到最大值。不同浓度IAA处理均促进了芳香族硫苷合成。8.根据拟南芥、大白菜和甘蓝的CYP79F1基因序列设计特异性引物,以小白菜‘油冬儿’的cDNA为模板,成功克隆到小白菜CYP79F1的cDNA序列,其编码区为1623bp,推导的蛋白质含有540个氨基酸,分子量为61.468kDa。目前在Genebank只找到大白菜、甘蓝和拟南芥存在同源基因,与本试验克隆到的基因相比,相似性分别为99.07%,97.57%和83.36%。