綠豆芽萌發過程維生素C積累的代謝調控機制

《綠豆芽萌發過程維生素C積累的代謝調控機制》是依託華南理工大學，由郭新波擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：綠豆芽萌發過程維生素C積累的代謝調控機制
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：郭新波
• 依託單位：華南理工大學

項目摘要

綠豆芽的生產周期短、營養價值高，是我國需求量最大的芽苗菜。研究表明，綠豆在萌芽過程中其維生素C的含量可急劇增高（24倍），維生素C積累明顯增強綠豆芽抗氧化品質，但與之相關的機理，未見較系統和深入的研究。本人所在實驗室通過對維生素C代謝調控研究發現，植物維生素C的L-半乳糖合成途徑功能基因表達調控對維生素C合成有明顯影響，增強抗壞血酸還原酶基因的表達能提高維生素C的再生循環。因此，推測萌芽可能通過激活綠豆芽維生素C的L-半乳糖合成途徑和再生循環，導致綠豆芽維生素C含量顯著提升。本項目擬通過轉錄組測序篩選綠豆芽維生素C代謝調控相關功能基因，分析功能基因的表達模式，構建綠豆芽維生素C代謝通路，探明影響綠豆芽維生素C增高的主要因素及其過程，為最佳化綠豆芽生產工藝和強化營養品質提供理論依據。

結題摘要

植物種子萌發是一個涉及很多基因調控的複雜的生物過程。綠豆芽的生產周期短、營養價值高，是我國需求量最大的芽苗菜。研究表明，綠豆在萌芽過程中其維生素C的含量可急劇增高（24倍），維生素C積累明顯增強綠豆芽抗氧化品質，但與之相關的機理，未見較系統和深入的研究。本研究針對綠豆芽萌發過程的三個生長階段，基於二代高通量測序技術獲得了不同發育階段的差異基因30050個，其中上調基因10225個，下調基因7006個；通過KEGG資料庫關聯分析發現，綠豆芽萌發過程細胞分裂、環境脅迫、遺傳信息加工、代謝調控等124個通路受到影響；通過代謝組學技術獲得了160個差異代謝物特徵峰，其中60個特徵峰經標準品檢測為已知單體化合物，主要為碳水化合物、胺基酸、有機酸以及植物激素等代謝物；對綠豆芽萌發過程維生素C合成的L-半乳糖途徑、L-古洛糖途徑、肌醇途徑以及糖醛酸途徑基因表達情況進行系統研究，並對維生素C分解再生途徑以及維生素C-谷胱甘肽氧化還原途徑的關鍵酶基因進行了表達研究，並對維生素C代謝途徑的關鍵酶表達濃度與活性進行了驗證，明確了綠豆芽萌發過程維生素C的代謝調控系統，闡明了萌芽動力強化綠豆芽維生素C合成與代謝的調控機制，探明了影響綠豆芽維生素C積累的主要因素及其調控模式，為最佳化綠豆芽生產工藝和強化營養品質提供了理論依據，也為分子改良農作物種子萌發性狀、提高種子發芽率和品質形狀提供重要理論依據。