外源谷胱甘肽对小白菜硫代葡萄糖苷生物合成影响的初步研究

摘要

硫代葡萄糖苷（glucosinolates，GS），简称硫苷，是主要存在于十字花科植物中的一类含氮含硫的次生代谢物；谷胱甘肽（glutathione，GSH）是植物体内广泛存在的生物活性物质。GSH与硫苷合成的关系主要来源于两个方面，首先，GSH可以为硫苷合成提供还原硫供体；其次，GSH可以通过调控初生硫代谢途径间接影响硫苷的合成。本研究以小白菜（杭州油冬儿）为试验材料，用25 mg/L的还原型谷胱甘肽（GSH）、氧化型谷胱甘肽（GSSG）和谷胱甘肽抑制剂（丁硫氨酸亚砜亚胺，BSO）对小白菜叶片进行外源喷施处理，分析了不同处理对小白菜谷胱甘肽代谢以及硫苷合成的影响，并结合处理后初生硫代谢相关合成基因表达量的变化，初步探讨了GSH影响小白菜硫苷合成的主要途径及调控机制。主要结果如下：　　（1）25 mg/L的外源GSH处理下，小白菜叶片脂肪族和吲哚族硫苷合成相关基因表达量都出现不同程度的下调，但脂肪族和吲哚族硫苷含量没有显著变化；而GSH和Cys含量随着时间的变化逐渐积累，GSH合成关键基因BcGSH1和初生硫代谢相关基因BcATPS1、BcAPR1和BcAPK1表达水平下调。　　（2）25 mg/L的外源GSSG处理下，小白菜叶片的脂肪族和吲哚族硫苷合成相关基因表达水平都受到不同程度的诱导，脂肪族和吲哚族硫苷含量也出现不同程度的上升；而GSSG含量显著上升，GR活性上调，Cys含量短暂上升而后下降，初生硫代谢关键基因BcATPS1、BcAPR1和BcAPK1表达水平上调。　　（3）25 mg/L的外源BSO处理下，小白菜叶片脂肪族和吲哚族硫苷合成相关基因表达量出现不同程度的下调，但是对BcST5c和BcST5a具有短暂的诱导作用，而脂肪族和吲哚族硫苷含量与对照相比都没有显著差异；而BcGSH1和初生硫代谢基因BcATPS1、BcAPR1表达下调，Cys含量逐渐上升。　　（4）以上结果表明，外源GSH、GSSG、BSO对硫苷合成的不同影响可能与初生硫代谢有关，GSSG处理下，硫苷合成基因表达上调，硫苷含量上升，同时也伴随着初生硫代谢基因表达水平的上调；而GSH和BSO处理下，初生硫代谢的下调可能正是硫苷合成基因表达下调的原因。此外，GSH和GSSG处理下硫代谢与硫苷合成出现相反的变化趋势，这可能与GSH处理下细胞内高浓度的GSH造成的反馈抑制有关，或者是因为GSSG处理下植物受到了氧化还原信号的诱导而促进了硫苷的合成。

目录

前言

1 文献综述

1.1谷胱甘肽的研究进展

1.2硫代葡萄糖苷的代谢与功能

1.3硫代葡萄糖苷生物合成过程中硫来源的研究进展

1.4初生硫代谢与硫代葡萄糖苷生物合成的关系

1.5GSH与硫苷合成的关系

2 外源GSH处理对小白菜谷胱甘肽代谢的影响

2.1引言

2.2材料与方法

2.3结果与分析

2.4小结与讨论

3 外源GSH处理对小白菜硫代葡萄糖苷合成的影响

3.1前言

3.2材料与方法

3.3结果与分析

3.4小结与讨论

4 外源GSH处理对小白菜初生硫代谢的影响

4.1引言

4.2材料与方法

4.3结果与分析

4.4小结与讨论

5 结论

参考文献

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