芥子油苷研究进展及其在蔬菜育种上的应用前景

概述了芥子油苷及其降解产物的特性和生物学活性、芥子油苷的生物合成等方面的研究进展,并讨论了这些研究在蔬菜育种上的应用。吲哚类芥子油苷可被葡萄糖硫苷酶水解形成IAA的前体IAN,很可能参与调节十字花科植物的活性生长素水平。除了部分芥子油苷降解产物存在负营养效应外,其它降解产物,特别是异硫代氰酸盐有很强的抗癌活性。天然的异硫代氰酸盐作为阻遏因子,通过双重机制来特异性地调节致癌代谢。目前已确定了芥子油苷生物合成的大部分中间产物,而芥子油苷合成途径的关键反应步骤也得到鉴定。许多临床医学研究表明,食用富含芥子油苷的十字花科蔬菜可减少癌症的发生。因此,提高蔬菜作物中的芥子油苷含量,改善其组分是蔬菜育种的一个新目标。     

萝卜芥子油苷组分及含量的分析

采用HPLC-MS联用分析法,对‘心里美’萝卜（RaphanussativusL．）芽、叶片以及肉质根中芥子油苷的组分与含量进行了鉴定和分析。结果表明,萝卜芽、叶片和根的芥子油苷组分相同,均检测出8种芥子油苷,其中脂肪族芥子油苷5种（4-甲基亚磺酰基-3-丁烯基芥子油苷、2-羟基-3-丁烯基芥子油苷、乙基芥子油苷、4-甲硫基-3-丁烯基芥子油苷和6-庚烯基芥子油苷）,吲哚族芥子油苷3种（1-甲氧吲哚基-3-甲基芥子油苷、吲哚基-3-甲基芥子油苷和4-羟基吲哚基-3-甲基芥子油苷）。芥子油苷含量在萝卜芽、叶片和肉质根中差异很大,肉质根中芥子油苷的总含量高于萝卜芽和叶片。在肉质根和芽中,4-甲硫基-3-丁烯基芥子油苷是主要的芥子油苷,分别占芥子油苷总含量的75．5％和71．5％;而在叶片中吲哚基-3-甲基芥子油苷是主要芥子油苷,占芥子油苷总含量的57．1％。     

萝卜芥子油苷组分及含量的分析

 采用HPLC-MS联用分析法,对‘心里美’萝卜（Raphanus sativus L.）芽、叶片以及肉质根中芥子油苷的组分与含量进行了鉴定和分析。结果表明,萝卜芽、叶片和根的芥子油苷组分相同,均检测出8种芥子油苷,其中脂肪族芥子油苷5种（4-甲基亚磺酰基-3-丁烯基芥子油苷、2-羟基-3-丁烯基芥子油苷、乙基芥子油苷、4-甲硫基-3-丁烯基芥子油苷和6-庚烯基芥子油苷）,吲哚族芥子油苷3种（1-甲氧吲哚基-3-甲基芥子油苷、吲哚基-3-甲基芥子油苷和4-羟基吲哚基-3-甲基芥子油苷）。芥子油苷含量在萝卜芽、叶片和肉质根中差异很大,肉质根中芥子油苷的总含量高于萝卜芽和叶片。在肉质根和芽中,4-甲硫基-3-丁烯基芥子油苷是主要的芥子油苷,分别占芥子油苷总含量的75.5%和71.5%;而在叶片中,吲哚基-3-甲基芥子油苷是主要芥子油苷,占芥子油苷总含量的57.1%。     

茎瘤芥的芥子油苷组分及含量的品种间差异

 为了探讨茎瘤芥（Brassica juncea var. tumida Tsen et Lee）芥子油苷组分和含量在品种和器官间的差异,以4个品种为材料,在现蕾期分根、瘤状茎、功能叶和花蕾取样,用高效液相色谱法（HPLC）测定了芥子油苷组分及其含量。在不同品种和器官中均检测到9种芥子油苷,其中脂肪族芥子油苷4种（2–丙烯基芥子油苷、3–丁烯基芥子油苷、1–甲基丙基芥子油苷和1–甲基丁基芥子油苷）,吲哚族芥子油苷4种（4–羟基吲哚–3–甲基芥子油苷、吲哚–3–甲基芥子油苷、4–甲氧吲哚–3–甲基芥子油苷和1–甲氧吲哚–3–甲基芥子油苷）,芳香族芥子油苷1种（2–苯基乙基芥子油苷）。4个品种根、瘤状茎、功能叶、花蕾中总芥子油苷含量依次为13.632 ~ 20.155、25.916 ~ 36.487、63.715 ~ 96.259和89.764 ~ 129.763 μmol · g^-1 DW;根中芥子油苷以2–苯基乙基芥子油苷和2–丙烯基芥子油苷含量为主,分别占根中芥子油苷总量的34.99% ~ 61.87%和13.54% ~ 47.53%;瘤状茎、功能叶和花蕾中均以2–丙烯基芥子油苷为主,分别占瘤状茎、功能叶和花蕾总芥子油苷含量的81.38% ~ 93.04%、85.45% ~ 95.99%和88.60% ~ 95.18%。茎瘤芥根、瘤状茎、功能叶和花蕾中多数芥子油苷组分的含量在品种间存在显著或极显著差异。     

芥蓝感染核盘菌过程中活性氧和芥子油苷的变化

 分析了核盘菌侵染芥蓝过程中,芥蓝的发病症状、含水量、电导率、活性氧和芥子油苷的变化。结果表明,在侵染过程中,侵染部位产生褐色病斑,并逐渐扩大到全叶。叶片含水量逐渐下降,电导率不断上升,活性氧（过氧化氢和超氧阴离子）大量累积,吲哚–3–甲基芥子油苷、4–甲氧基–吲哚–3–甲基芥子油苷、1–甲氧基–吲哚–3–甲基芥子油苷和烯丙基芥子油苷含量先上升后下降,3–丁烯基芥子油苷和2–羟基–3–丁烯基芥子油苷含量逐渐下降。研究表明芥子油苷,特别是吲哚类芥子油苷可能参与芥蓝对核盘菌侵染的防卫反应。     

表面活性剂辅助的甲硫氨酸和色氨酸叶面喷施对芥蓝生长及菜薹芥子油苷组分和含量的影响

正采用盆栽试验,研究了脂肪族芥子油苷和吲哚族芥子油苷的合成前体甲硫氨酸和色氨酸单独及配合表面活性剂叶面喷施对芥蓝(Brassica alboglabra L.)生长及菜薹中芥子油苷组分和含量的影响。结果表明,各处理对芥蓝生长指标及芥子油苷组分无显著影响,在芥蓝菜薹中均检测到7种脂肪族芥子油苷和4种吲哚族芥子油苷。与喷施清水对照相比,甲硫氨酸、色     

松花菜浙017花球成熟过程中的营养品质分析

以松花菜新品种浙017为试验材料,分析了花球不同生长发育时期的花球形态变化,花球中叶绿素、类胡萝卜素、可溶性总糖、维生素C、总多酚、芥子油苷等含量和抗氧化能力的变化。研究结果表明,松花菜花球从小到大,花球即从相对紧实转为松散,花球高度在生长到峰值后开始逐渐下降,而球径及球质量还能继续增长。花梗颜色从淡色逐渐转变为绿色,花球叶绿素及类胡萝卜素含量显著增长1~2倍。维生素C、可溶性总糖、总多酚以及抗氧化能力等在生长发育过程中存在着差异,但总体变化不明显。花球中共检测到12种芥子油苷,包括8种脂肪族芥子油苷和4种吲哚族芥子油苷。其中主要的脂肪族芥子油苷为3-甲基亚磺酰丙基芥子油苷,主要的吲哚族芥子油苷为吲哚-3-甲基芥子油苷。     

外源物质对十字花科芽菜营养物质含量的影响

近年来,芽苗类蔬菜因其含有丰富的营养物质受到消费者的青睐。芽菜中的营养物质含量远远高于成熟蔬菜且通过外源物质处理可提高其含量。十字花科蔬菜除了含有维生素C、维生素E、酚类化合物、类胡萝卜素、花青素等物质之外,还含有极具抗癌、预防慢性病等功效的芥子油苷和异硫氰酸盐类物质。现对不同外源物质诱导十字花科芽菜生长过程中营养物质含量的影响进行了综述,旨在为农业生产提供参考。     

青花菜不同器官生物活性物质和营养成分的研究

分析了青花菜花球、茎、叶和根中生物活性物质和营养成分组分与含量的差异。结果发现,花球中的总脂肪类、总吲哚类、总芥子油苷以及抗癌活性最强的4-甲基硫氧丁基芥子油苷的含量均显著高于其它器官,根系中苯乙基芥子油苷、4-甲基硫丁基芥子油苷和4-甲氧基-吲哚-3-甲基芥子油苷含量显著高于其它器官;花球中的可溶性蛋白、还原糖和可溶性固形物含量显著高于其它器官;叶片中的多酚、维生素C、叶绿素和类胡萝卜素含量以及抗氧化能力显著高于其它器官。叶片和根系生物活性物质含量丰富,可加以综合利用。     

芥蓝不同器官主要营养成分分析

 选择典型的芥蓝品种为材料,分析不同器官可溶性固形物、还原糖、可溶性蛋白、叶绿素、类胡萝卜素,维生素C和总多酚含量,以及抗氧化能力、芥子油苷组分和含量的差异。结果表明：芥蓝不同器官间营养成分的含量差异显著,总体上花序中的总多酚、维生素C和可溶性固形物含量显著高于其它器官;叶片中的叶绿素、类胡萝卜素、可溶性蛋白和抗氧化能力均显著高于其它器官;根系中的芥子油苷,特别是苯乙基芥子油苷和4–甲基硫丁基芥子油苷的含量均显著高于其它器官。芥蓝不同品种间产品器官花薹的营养价值差异显著,如‘JL-02’的总多酚含量和抗氧化能力明显高于其它品种,‘登峰中迟’的4–甲基硫氧丁基芥子油苷和总芥子油苷含量明显高于其它品种。     

萝卜硫代葡萄糖苷的研究进展

硫代葡萄糖苷是一种广泛存在于十字花科植物中含硫和氮的次生代谢产物。萝卜中硫代葡萄糖苷含量较高且种类丰富,其中4-甲硫基-3-丁烯基硫苷(glucoraphasatin,GRH)含量最高。硫代葡萄糖苷经黑芥子酶降解可产生高生物活性的降解产物,如硫氰酸酯,异硫氰酸酯和腈等。上述硫代葡萄糖苷及其降解产物在植物病虫害防御、食品风味形成以及人体癌症治疗等方面均有重要作用。近年来,萝卜中硫代葡萄糖苷的生物合成途径及调控等方面的研究取得了较大进展。笔者综述了萝卜硫代葡萄糖苷的结构与种类、生物合成与降解以及影响因素等内容,旨在为萝卜硫苷的生物合成调控研究及其药食同源产品开发提供参考。     

硫代葡萄糖苷在十字花科植物应对非生物胁迫中的作用

硫代葡萄糖苷(glucosinolates,GSL)是广泛存在于十字花科植物中的一类富含氮、硫元素的次生代谢产物。从硫代葡萄糖苷参与植物对各种非生物胁迫的应答模式、应答机制和信号传导过程方面进行综述,并对该研究中存在的问题及今后研究前景进行展望,以期为硫代葡萄糖苷对植物非生物胁迫应答中的调控机制研究提供一定的参考。     

硫代葡萄糖苷在十字花科植物应对非生物胁迫中的作用

硫代葡萄糖苷(glucosinolates,GSL)是广泛存在于十字花科植物中的一类富含氮、硫元素的次生代谢产物。从硫代葡萄糖苷参与植物对各种非生物胁迫的应答模式、应答机制和信号传导过程方面进行综述,并对该研究中存在的问题及今后研究前景进行展望,以期为硫代葡萄糖苷对植物非生物胁迫应答中的调控机制研究提供一定的参考。     

十字花科植物中主要硫代葡萄糖苷合成与调节基因的研究进展

硫代葡萄糖苷(简称硫苷)是十字花科植物中的一类重要次生代谢产物,硫苷及其降解产物具有重要的生物活性。近年来随着对模式植物拟南芥基因组序列测定的完成和功能解析的进行,人们对硫苷的生物代谢途径有了较为深入的了解,硫苷合成的调控基因也成为研究热点,尤其是在硫苷合成不同阶段分别起着重要作用的MYB、MAM、CYP79/CYP83、AOP等基因家族。现就十字花科植物中硫苷的生物学功能、主要合成与调节基因等研究进展进行了综述,并对其在十字花科作物育种上的应用前景进行了展望。     

Correlations between disease severity,glucosinolate profiles and total phenolics and Xanthomonas campestris pv. campestris inoculation of different Brassicaceae

Many Brassicaceae species are economically important crops and Xanthomonas campestris pv. campestris (Xcc), the causal agent of black rot, is considered one of the most important necrotrophic plant bacterial diseases occurring worldwide on these and many other crops. Therefore identifying resistance mechanisms and genes is crucial. Researchers continue to investigate the role of phytochemicals (plant secondary metabolites) in protecting plants against diseases and pathogens. Glucosinolates (GLS), and more specifically their hydrolysis products, are known to have various biological effects including antimicrobial activity. From the positive results of initial in vitro studies with Xcc and other pathogenic bacteria new experiments were designed to evaluate the possible in planta role of GLS, and also phenolics, in the interaction with Xcc. The in planta studies, with various Brassicaceae seedlings, have shown a correlation between GLS profiles, and therefore the subsequent hydrolysis products, and the inhibition of Xcc growth. There were no significant correlations between Xcc infection and total phenolics. Positive correlations were found between specific and total GLS contents and the severity of disease. Further in vitro and in planta studies need to be performed to evaluate the role of GLS and other defense mechanisms in Xcc and other important bacterial infections of Brassicaceae crops.     

不同西兰花品种中硫代葡萄糖苷的组分与含量分析

采用 HPLC 法测定分析了29个西兰花品种的硫代葡萄糖苷组分与含量,结果检测到8种硫代葡萄糖苷,包括4种脂肪族硫苷：3-甲基硫氧烯丙基硫苷、2-羟基-3-丁烯基硫苷、4-甲基硫氧丁基硫苷和3-丁烯基硫苷;4种吲哚族硫苷：4-羟基吲哚基-3-甲基硫苷、3-甲基吲哚基硫苷、4-甲氧基吲哚基-3-甲基硫苷和1-甲氧基吲哚基-3-甲基硫苷。总硫苷含量平均为11.27μmol/g,RAA、GBC 和 NEO 是西兰花三种主要的硫苷成分,分别占总硫苷含量的34.78%、25.02%和23.25%。不同西兰花品种的总硫苷含量变异范围5.60～17.04μmol/g,存在较大差异。     

Understanding the phenylpropanoid pathway for agronomical and nutritional improvement of mungbean

The phenylpropanoid pathway is an important diversified secondary or specialised metabolic route. It gives rise to various metabolites that regulate plant growth, metabolism, and plant–environment interactions. Genetic manipulations of the phenylpropanoid pathway have even improved the agronomy and nutritional status of plants. Irrespective of such explorations, this pathway has not been vastly investigated in legumes to date. Mungbean (Vigna radiata L.) is the most commonly produced leguminous crop of Asia. It is an important source of plant protein that has been recommended over several animal proteins. Dry mungbean seeds as well as sprouts are a rich source of phenylpropanoids. Mungbean sprouts possess increased protein bioavailability and have higher antioxidant potential than dry seeds. The polyphenolic derivatives of the phenylpropanoid pathway in mungbean are responsible for their antioxidant potential. Hence, from this perspective, the present article reviews the agronomic and biochemical traits of mungbean with an emphasis on the phenylpropanoid pathway and derived metabolites.     

4种植物次生物质对黄粉虫生长发育的影响及维生素B1的增效作用

为了研究植物次生物质对鞘翅目昆虫生长发育的影响,为绿色防控害虫提供理论依据,本试验选取槲皮素、芦丁、京尼平、绿原酸4种植物次生物质,研究其对黄粉虫的触杀作用及生长发育的影响,并就维生素B 1对植物次生物质防御黄粉虫的增效作用进行了探索。研究结果表明,京尼平对黄粉虫生长发育的抑制作用较强,京尼平处理组黄粉虫的幼虫期显著延长,约为对照的1.3倍,幼虫活动缓慢,蛹重下降,化蛹率低且畸形蛹较多,成虫产卵量仅为对照40%。两两植物次生物质组合使用对黄粉虫的抑制作用比单独使用效果好,其中最佳组合为京尼平和槲皮素。在植物次生物质中添加0.3%的维生素B 1可以增强植物次生物质对黄粉虫的触杀效果。     

植物生长调节剂在茄果类蔬菜上的应用进展

概述了植物生长调节剂的作用和当前茄果类蔬菜作物栽培中常用生长调节剂的种类、主要作用及其调控生理基础，指出了植物生长调节剂使用应注意的问题及其应用前景。     

培养基成分对药用真菌多糖的影响

药用真菌是具有保健和治疗疾病作用的一类真菌,能产生丰富的次级代谢产物。多糖是一种重要的次级代谢产物,具有抗肿瘤、降血脂、抗病毒等多种生物学活性,目前已成为一个研究热点。从培养基成分角度,综述碳源、氮源、碳氮比、无机盐、生长促进物质、植物油、真菌激发子对药用真菌多糖产生的影响。