《低氧與熱激調控芸薹屬芽苗菜異硫氰酸酯富集機理研究》是顧振新為項目負責人，南京農業大學為依託單位的面上項目。
基本介紹
- 中文名：低氧與熱激調控芸薹屬芽苗菜異硫氰酸酯富集機理研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：顧振新
- 依託單位：南京農業大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
本課題以青花菜和甘藍等芸薹屬植物的芽苗菜為試材，在培育時添加含硫胺基酸或硫酸鹽等物質，探索有利於芽苗菜富集異硫氰酸酯的效果；研究低氧和熱激脅迫及其聯合處理對不同生長階段的芽苗菜、芽體各部位中黒芥子酶（MYR）活性、硫苷定向水解產物(ITCs)含量變化的影響，最佳化ITCs富集量最高時的氧分壓與熱激溫度；研究低氧脅迫下熱激處理時，茉莉酸(JA)抑制劑、脫落酸(ABA)抑制劑、Ca2+抑制劑對芽苗菜中MYR活性、上皮硫特異蛋白(ESP)活性和ITCs富集量的影響，探明內源JA、ABA和鈣調蛋白對MYR基因表達的差異，從分子水平上揭示芽鞏櫃苗菜ITCs富集與調控機理，將有助於在逆境脅迫條件下提高芽苗菜MYR活性，鈍化ESP活性，從而增強ITCs定向富集效果。該研究在國內外尚無報導。它既可深化芽苗類蔬菜食品的科學理論，又可為增強其保健功能循諒驗提供技術依據，推動芽苗菜食品產業的工業化發展。
結題摘要
本項目以花椰菜和甘藍等芸薹屬植物的芽苗菜為試材，在培育時添加含硫胺基酸或硫酸鹽等物質，篩選出了有利於芽苗菜富集硫苷和異硫氰酸酯的培養液組分，其中ZnSO4處理可有效地富集花椰菜芽苗硫苷和異硫氰酸鹽(ITCs)。研究了低氧和熱激脅迫及其聯合處理對不同生長階段的芽苗菜、芽體各部位中黒芥子酶（MYR）活性、硫苷定向水解產物ITCs含量變化的影響，最佳化出了ITCs富集量最高時的氧分壓與熱激溫度。熱激和低氧或聯合處理顯著上調了硫苷合成基因Elong、CYP83A1和FMOGS-OX1的表達，從而使花椰菜芽苗中3-丁烯基硫苷（GNA）、蘿蔔硫苷（GRA）和4-甲硫基丁基硫苷（GER）及總硫苷得以積累。研究了茉莉酸(JA)抑制劑、脫落酸(ABA)、Ca2+對芽苗菜中MYR活性、上皮硫特異蛋白(ESP)活性和ITCs富集量的影響，花椰菜芽苗在100 μM JA處理下，GRA和總硫苷含量分別較對照提高了2.01倍和2.53倍，同時提高了MYR活性，但是對ESP活性無影響；在甘藍芽苗中， JA（100 μM）顯著提高了硫苷合成和ITCs形成相關基因表達、以及MYR活性和吲哚族硫苷含量；ABA處理同樣顯著地提高了花椰菜和酷巴棕甘藍芽苗中MYR活性及其基因表達量和硫苷含量；外源Ca2+除了有效地促進芽苗菜生長外，還增加了MYR基因表達和激活了MYR活性。這些結果表明在熱激、低氧、激素和鈣處理下，通過提高硫苷合成關鍵酶基因表達、MYR活性和硫苷合成來促進ITCs的累積。蛋白質組學分析發現，熱激降低了花椰菜芽苗中S-腺苷甲硫氨酸合成酶1（SAM1）、S-腺苷甲硫氨酸合成酶2（SAM2）和S-腺苷甲硫氨酸合成酶4（SAM4）的表達量，提高戀習頁碑了3-異丙基蘋果酸脫氫酶（IPMDH）、3-異丙基蘋果酸脫氫酶大亞基（IIL1）和3-異丙基蘋果酸脫氫酶小亞基3（IPMDS3）的蛋白表達，降低了ESP蛋白和腈特異蛋白2（NSP2）的表達，從而有項廈講利於異硫氰酸鹽的形成。JA和ABA顯著提高了花椰菜芽苗中脂肪族硫苷合成相關轉錄因子MYB28及相關基因Elong、CYP79F1、CYP83A1、UGT74B1、ST5b、FMOGS-OX1和AOP2的表達，從鞏嫌乃承而增加了硫苷和ITCs的院姜采積累。
