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

发布时间：2020-04-29 14:06

【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。
【图文】：

谷胱甘肽,基本结构,文献综述

1 文献综述究进展质hione，GSH），是由谷氨酸（glutamate，glu）、半ine，gly）缩合形成的三肽化合物，是生物体，化学名称为 γ -L- 谷氨酰 -L- 半胱teinylglycine）[1-3]。最早于 1888 年由法国科学到 1929 年谷胱甘肽的结构得到解析，分子式示。谷胱甘肽的分子量为 307.32，熔点为 189稀醇和甲基甲酰胺，而不溶于醇、醚和丙酮[3空气中容易被氧化[3]。

谷胱甘肽

合成的抑制作用也是通过对 GSH1 活性的抑制实现的。此要调控因子，Cys 的有效供应在决定细胞内 GSH 浓度方 Cys 可以提高植物的 GSH 水平[10]。还原酶（GR）、谷胱甘肽过氧化物酶（GPx）、谷胱甘肽谢的关键酶[10-12]（如图 1-2）。GR 即谷胱甘肽还原酶，是存在于原核和真核细胞中，它主要通过使细胞内 GSH 库株抵抗氧化胁迫，当植株受到氧化胁迫时，活性氧使GSH NADPH 存在下催化氧化型谷胱甘肽 GSSG 转化为还植物对环境胁迫的抵抗能力[10-12]。GPx 即谷胱甘肽过氧化迫的关键酶之一，它能催化 GSH 变为 GSSG，同时使有羟基化合物，，促进 H2O2的分解，从而保护细胞膜的结构损害[10-12]。GST 即谷胱甘肽硫转酶，是 GSH 解毒作用中重金属结合，形成比较稳定无毒的肽衍生物，而后排出，相互协调，共同调节植物对胁迫环境的适应。
【学位授予单位】：浙江农林大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：S634.3

【参考文献】