四个芸薹属物种硫苷含量与种类分析及特殊硫苷成分的种间导入

硫代葡萄糖苷(简称硫苷)是在十字花科植物中广泛存在的一类次级代谢物,在植物防御体系中发挥着重要的作用。本研究通过高效液相色谱(HPLC)技术,检测分析了十字花科芸薹属4个油用物种(甘蓝型油菜、埃塞俄比亚芥、芥菜型油菜、白菜型油菜)67个代表性品种3个器官(根、叶、种子)3个环境(2014年湖北武汉、2016年湖北武汉、2016年湖北襄阳)下的硫苷种类及含量。共检测到11种主要的硫苷,显著性检验结果显示:不同年份间硫苷含量分布差异极显著,但在同一年武汉与襄阳两个地点间差异不显著;不同物种间硫苷的类型差异明显;甘蓝型油菜、埃塞俄比亚芥不同品种间硫苷含量分布差异极显著,但受测的芥菜型油菜、白菜型油菜不同品种间硫苷含量分布差异不显著;同一个品种不同器官间的硫苷总量差异极显著;同一器官不同硫苷的含量差异也极为显著。这些结果表明硫苷在不同物种、不同器官、不同品种间都展现了丰富的变异,同时硫苷也受到了极显著的环境影响。每个物种或物种的不同器官内都有其代表性的特殊硫苷成分,如甘蓝型油菜中的2-羟基-3-丁烯基硫苷,埃塞比亚芥以及芥菜型油菜中的2-丙烯基硫苷,白菜型油菜中的3-丁烯基硫苷。其中一些特殊硫苷成分具有有益的生物学功能,它们的存在为通过种间杂交的方式将其向甘蓝型油菜中聚集提供了可能性。我们以在埃塞俄比亚芥与芥菜型油菜中所检测到的具有抗病功能的2-丙烯基硫苷为例进行展示,这种硫苷成分在高、中、低硫苷的甘蓝型油菜品种中含量都几乎为0,而在含有埃塞俄比亚芥与白菜型油菜亚基因组导入片段包含3个世代183个株系的再合成甘蓝型油菜(新型甘蓝型油菜)中,有170个株系检测到了显著高于品种材料的2-丙烯基硫苷成分,这说明了通过种间交流的方式向目标物种中导入特殊硫苷成分的可行性。以上这些结果将为分析利用芸薹属不同油用作物中的硫苷,并创建具有特殊硫苷成分的芸薹属作物提供信息和新的视角。     

油菜硫苷组分含量及抑菌活性研究

对油菜不同器官硫苷的组分与含量进行分析,结果表明根系和茎中的硫苷总量显著高于叶片,根系中的硫苷以4甲-氧基-3吲-哚甲基硫苷和1-甲氧基-3吲-哚甲基硫苷为主,茎和叶中以2羟-基-3丁-烯基硫苷和苯乙基硫苷为主。油菜根系中的硫苷组分从冬前期到终花期基本保持稳定,硫苷各组分的含量在不同生育时期的变化基本一致,终花期含量最高,成熟期含量最低。19个油菜品种根系中硫苷组分与含量存在较大差异;以草莓灰霉菌为靶标物,研究油菜根系的挥发性水解产物和水溶性水解产物对土传病原真菌的抑制作用,发现不同油菜品种根系水解产物的抑菌活性与其硫苷组分与含量有关,草莓灰霉菌对丁烯基ITC非常敏感,吲哚类ITCs对草莓灰霉生长的抑制作用要低于芳香族ITCs。     

甾醇在调节植物生长发育中的研究进展

甾醇是一种异戊二烯类化合物,在生物的生长发育中起着重要作用。甾醇不仅是真核细胞膜的结构成分,而且也是甾醇激素生物合成的前体,在植物细胞分裂、胚胎发生和发育、参与逆境胁迫中起着关键作用。在植物中,甾醇衍生的油菜素内酯(brassinosteroids,BRs)在生长发育中的多种功能已被广泛研究,BRs作为一类植物激素,协同其他激素在植物生长发育中发挥多种功能,从细胞分裂、细胞扩张、气孔导度和根系发育,BRs在植物生命周期的各个方面都发挥着重要的作用。除了这些功能外,BRs作为植物甾醇合成途径的重要产物,作为一种重要的信号分子响应逆境胁迫及调控植物的形态建成。本文对BRs合成途径中的相关基因的研究进展进行了概述,并且综述了油菜素内酯的生物合成及其在调节植物生长发育中的研究进展,最后对油菜素内酯的研究前景进行了讨论和展望。     

取食十字花科植物的植食性昆虫与寄主植物硫苷的互作

十字花科植物含有硫苷-黑芥子酶防御系统,也被称作"芥子油炸弹",是目前研究最多的植物防御机制。硫苷和黑芥子酶分开储存在不同的植物细胞中,当植物受到昆虫取食、病原微生物侵害、机械损伤等危害时,植物体内的黑芥子酶与硫苷结合,催化其产生有毒的水解产物——异硫氰酸酯(isothiocyanate,ITC)、腈类化合物(nitrile)和其他活性物质等,从而避免或者减少植物受到损害。然而在长期的协同进化过程中,十字花科蔬菜害虫也具有了相应的反防御机制才能够适应寄主。这种反防御机制根据硫苷种类的不同,也具有多样性,且不仅表现在十字花科广食性和寡食性昆虫之间,还表现在广食性和寡食性昆虫之内。本文综述了十字花科植物硫苷类型、硫苷-黑芥子酶防御体系和害虫诱导的植物硫苷防御反应,并从不同十字花科蔬菜害虫如何代谢、隔离、利用和转运硫苷等方面讨论了害虫的反防御机制,以期为研究十字花科蔬菜害虫与寄主植物协同进化提供借鉴和参考。     

油菜愈伤组织中烯丙基硫苷的积累和某些外源碳氮化合物对其含量的影响

油菜愈伤组织在培养中生长34d的增殖量最大,增殖倍数为7．08倍,烯丙基硫苷的含量在第6天最高;外源L-缬氨酸明显促进烯丙基硫苷的积累,其浓度为2和4mmol·L^-1时烯丙基硫苷含量分别达到98．5和97．40mg·g^-1（DW）;蔗糖最有利于油菜愈伤组织的生长和其中烯丙基硫苷的积累,浓度以30g·L^-1。的蔗糖为最佳。     

油菜素类固醇相关基因调控植株矮化研究进展

株高是作物中的一种重要的农艺性状,通过矮化育种可减少倒伏,增强抗逆性并提高产量.油菜素类固醇是一种重要的新型植物激素,在植物生长发育过程中调控植物的株高.导致油菜素类固醇水平降低或油菜素类固醇信号传导受损的突变都会产生矮化.本文重点综述了各途径中导致矮化表型出现的突变基因.这些基因的发现,拓展了矮化作物育种的种质和遗传...     

羽衣甘蓝种子主要品质性状的表现及其相关性

随机挑选148份羽衣甘蓝种质资源和高世代材料,分析了成熟种子的含油量、蛋白质、硫苷和7种主要脂肪酸成分的表现特征及其相关性。结果表明:羽衣甘蓝成熟种子平均含油量为29.48%,平均蛋白质含量为45.13%,含油量和蛋白质总量为74.61%。硫苷含量的变幅最大,变异系数为31.72%。7种主要脂肪酸成分中,油酸和芥酸的含量较高,其次为亚油酸,棕榈酸和硬脂酸的含量较低。除硫苷含量和硬脂酸含量外,其余9个性状的表现均呈单峰正态分布。相关性分析表明,大多数性状间都具有显著或极显著的相关性,这与对甘蓝型、白菜型和芥菜型3种类型油菜的研究结果相一致。在羽衣甘蓝中存在一些优异的种质资源,通过筛选可以在油菜优质育种中加以利用。     

表油菜素内酯诱导沙达旺下胚轴外植体分化芽

油菜素内酯是从油菜花粉中分离得到的新植物甾体激素,它能诱导细胞的分裂和延伸,并与生长素和赤霉素有加成效应。目前关于油菜素内酯在组织培养中生理效应的研究重视不够,而涉及油菜素内酯对外植体器官分化的研究也未见报道;这可能与天然的油菜素内酯在植物体中的含量极微,分离提取颇为困难有关。近年来成功地合成了油菜素内酯及其类似物,这将会促进油菜素内酯作用的研究。     

十字花科蔬菜萝卜硫素合成代谢相关基因及外源调控

萝卜硫苷是十字花科蔬菜中一种重要的次级代谢产物,其水解产物萝卜硫素对人体有明显的抗氧化和防癌抗癌功效。在十字花科蔬菜中萝卜硫素的前体物质萝卜硫苷的合成阶段分为:氨基酸侧链的延长、核心结构的形成、侧链的次级修饰;萝卜硫苷经由黑芥子酶水解成萝卜硫素。该文综述了萝卜硫苷合成及调控相关基因(BCAT、MAM、CYP79/CYP83、AOP和MYB基因家族)的研究进展,及外源物质如:Na Cl、肥料(硫、氮、硒)、植物激素(茉莉酸甲酯、油菜素内酯、生长素)、氨基酸等对萝卜硫素合成代谢途径的影响,为萝卜硫素合成代谢途径从基因表达方面进行深入研究奠定理论基础。     

植物CO基因研究进展

CO(constans)是植物开花时间光周期调控途径中的一个重要基因.目前从拟南芥、水稻、油菜、马铃薯等多个物种中都已经克隆到CO同源基因.CO基因在不同物种中具有保守的锌指结构和核定位区域,但是不同植物中的作用机理并不完全相同.序列分析表明该基因在被子植物与裸子植物之间、双子叶植物与单子叶植物之间以及不同科、属的植物之间均有明显分化,说明CO基因可能在植物进化中起到了重要作用.本文综述了近年来有关植物CO基因的研究进展,并对其在物种中的进化进行分析,为CO基因进一步研究提供参考.     

油菜素内酯（BR）促进植物生长机理研究进展

介绍了油菜素内酯促进植物生长、提高作物产量的作用,并简述了促进生长的生理代谢基础。通过比较油菜素内酯与生长素、赤霉素促进生长作用方式的异同,提出油菜素内酯促进生长的信号传导路径不同于其它植物激素。另外从细胞的形态发生、细胞壁扩展的机制和细胞骨架在细胞伸长中的作用等几个方面对油菜素内酯促进植物生长的细胞及分子生物学机制进行了详尽的论述。     

油菜和播娘蒿体细胞杂交创造油菜高油双低新种质

在甘蓝型双低油菜品种与播娘蒿原生质体融合杂种的自交后代群体中,实施定向选择和品质鉴定,在F3收获的247株中筛选获得9份含油量大于45%、芥酸含量小于0.5%、硫苷含量小于30μmol/g的高油双低甘蓝型油菜新种质,其中有2份是黄籽高油双低材料,这些材料的F4仍保持高含油量双低性状。在F4群体收获的905株中新选出了15份高含油量双低油菜新种质,其中有5份是黄籽高油双低材料。因此,通过播娘蒿与油菜原生质体融合及其后代选择可以获得高含油量优质油菜新种质。     

高等植物中的甾类激素

甾类激素（Steroid hormons）一般包括动物性激素、皮质激素和植物油菜素内酯等几类。其中油菜素内酯已在20世纪80年代对其进行了广泛而深入的研究,并确认它能够调节植物的生长发育,是植物重要的生长调节物质。动物中的甾类激素和皮质激素在动物的生长、发育和生殖等方面起着重要作用。早在20世纪30年代,虽然人们就已发现了甾类激素在植物中的存在,但对于它们在高等植物体中功能的研究,一直进展缓慢。近十多年来,随着检测技术的迅猛发展,才使得这一领域的研究取得了长足进展。最初巴特兰德（Butenandt）和杰克比（Jacobi）1933年…     

油菜素内酯生物合成途径的研究进展

油菜素内酯(BRs)在植物的生长发育过程中具有重要作用。该文首先综述了油菜素甾醇的结构及其生物合成途径的研究方法。之后, 介绍了其化学及生物活性的检测方法。最后, 详细介绍了BR生物合成的早期和晚期C-6氧化途径及早期C-22和C-23羟化与合成途径的调控, 并阐述了近年来植物油菜素内酯生物合成缺失突变体及其合成酶等方面的研究进 展。     

陕西省双低油菜硫苷含量的稳定性分析

采用HPLC法对陕西省冬油菜区5个试区种植的双低油菜籽粒中硫苷总量和组分含量进行了分析,结果表明: 1 陕西省不同地区的生态条件对双低油菜总硫苷含量有显著的影响,相差达13.14μmol/g,CV为13.30%,5个试区硫苷含量的排序为宝鸡>安康>咸阳>大荔>汉中,地区间达显著或极显著差异;品种间硫苷含量的稳定性有明显的差异,以P01-10品种稳定性最好; 2 在测定的8个硫苷组分中,变幅最大的5个组分依次为2-羟基-3-丁烯基硫苷、4-羟基-3吲哚甲基硫苷、4-戊烯基硫苷、3-丁烯基硫苷和2羟基-4-戊烯基硫苷,极差分别为:5.70、2.69、1.70、1.31和1.03μmol/g,变异系数分别为:17.59%、16.41%、58.84%、10.21%和50.32%,其中以3-丁烯基硫苷稳定性最好,4-戊烯基硫苷稳定性最差; 3 籽粒中硫苷与含油量、千粒重及容重均有显著的相关性,相关系数分别为-0.783、-0.948和0.656,通径和偏相关分析表明,仅硫苷与千粒重偏相关显著为-0.859,含油量和容重是通过千粒重来影响硫苷的.     

植物水通道的生理生态特性及其参与气孔运动的研究进展

植物水通道对水分运输具有专一性, 能够调节细胞中水分、一些离子和其他小溶质的转运, 因而在植物的生长发育中发挥着重要作用。本文综述了植物水通道的研究进展, 重点介绍了植物水通道的分子特性和生理生态特性及其在植物气孔运动中的作用, 讨论了水通道在气孔振荡中的作用和地位。     

植物GSKs:新发现的具有多种重要功能的基因家族

糖原合成酶激酶 (GSK 3)是一种高度保守的丝氨酸 苏氨酸蛋白激酶 ,在动物中参与诸如糖原合成、胰岛素调节、多种蛋白的转录激活和发育调控等许多生命活动的信号转导。在植物中也分离到了GSK 3 Like基因 ,在拟南芥中的GSKs家族分为四种。GSKs家族在植物中也扮演着重要的角色 ,现有的证据表明 ,植物GSKs可能参与植物的渗透胁迫应答、伤害应答以及油菜素内酯信号转导 ,调节花的发育等等一系列生命活动进程。讨论植物GSKs的发现及其功能研究的最新进展。     

油菜素内酯（BR）促进植物生长机理研究进展

介绍了油菜素内酯促进植物生长,提高作物产量的作用,并简述了促进生长的生理代谢基础,通过比较油菜素内酯与生长素,赤霉素促进生长作用方式的异同,提出油菜素内酯促进生长的信号传导路径不同于其它植物激素,另外从细胞的形态发生,细胞壁扩展的机制和细胞骨架在细胞伸长中的作用等几个方面对油菜素内酯促进植物生长的细胞及分子生物学机制进行了详尽的论述。     

植物水通道的生理生态特性及其参与气孔运动的研究进展

植物水通道对水分运输具有专一性,能够调节细胞中水分、一些离子和其他小溶质的转运,因而在植物的生长发育中发挥着重要作用.本文综述了植物水通道的研究进展,重点介绍了植物水通道的分子特性和生理生态特性及其在植物气孔运动中的作用,讨论了水通道在气孔振荡中的作用和地位.     

荠菜的细胞学观察简报

十字花科荠菜属的荠菜[Capsella bursa-pastoris(L·)Medic]是一种常用的中草药,也是油菜品种改良的种质资源。1992年我们首次测得荠菜种子的芥酸含量为1.34%,硫苷含量为12.64μmol/g。荠菜的抗逆性强,耐瘠抗旱。因而,荠菜应是油菜双低(芥酸、硫苷)和抗病育种的可贵资源。赵合句于1970年起,用荠菜与油菜杂交,1983年获得杂交种子,现已选育出数个优质抗病高产的油菜新品系。