青花菜种子中芥子油苷的多样性分析_王建升
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（ 1． 浙江省农业科学院 蔬菜研究所，浙江 杭州 310021； 2． 海通食品集团股份有限公司，浙江 宁波 315300； 3． 慈溪市农业技术推广中心，浙江 慈溪 315300 ）
摘 要： 以 8 个青花菜 F1 杂交组合的种子为材料，采用高效液相色谱法对其芥子油苷含量进行检测分析。 结果表明，8 个品种中 4-甲基磺酰丁基芥子油苷和 4-甲基亚磺酰丁基芥子油苷为 2 种主要的芥子油苷组分，含量 分别为 6. 80 ～ 14. 9 μmol·g － 1 和 3. 80 ～ 12. 5 μmol·g － 1 。脂肪族、总芥子油苷含量分别为 14. 2 ～ 39. 1 μmol·g － 1 和 15. 1 ～ 39. 3 μmol·g － 1 ，而吲哚族芥子油苷含量均低于 1. 01 μmol·g － 1 。6 个品种中检测到负营养芥子油苷组
利用 SPSS16. 0 for Windows 软 件 （ SPSS Inc． ， Chicago，USA） 对数 据 统 计 和 方 差 （ ANOVA） 分 析，多重比较采用 Turkey 检验 （ P ＜ 0. 05） 。
中 4-甲基磺 酰 丁 基 芥 子 油 苷 含 量 最 高， 前 三 者 是 萝卜硫 苷 为 次 高， 后 两 者 则 是 以 2-羟 基-3-丙 烯 基 芥子油苷为次高。其他 3 个组合中则以萝卜硫苷为 主，4-甲 基 磺 酰 丁 基 芥 子 油 苷 次 之。 总 的 看 来， B09850 和 B0987 具 有 相 似 的 芥 子 油 苷 组 分 特 征， 而 B09853， B09856， B09815 和 B09816 的 芥 子 油 苷组分 特 征 相 似。 虽 然 B09521 和 B09354 都 具 有 高比例的-羟基-3-丙 烯 基 芥 子 油 苷， 但 前 者 组 分 更 丰富。
0. 23 ± 0. 03c 0. 31 ± 0. 05d 0. 32 ± 0. 01d 0. 35 ± 0. 05d
0. 05 ± 0. 01a 0. 05 ± 0. 01a 0. 04 ± 0. 01a 0. 05 ± 0. 01ab
0. 02 ± 0. 00a 0. 02 ± 0. 00a 0. 02 ± 0. 00a 0. 02 ± 0. 00a
由于青花菜芽苗菜中芥子油苷组分和含量主要
来自种子 中 贮 存 的 芥 子 油 苷［3］， 因 此， 要 获 得 高 含量的抗癌芥子油苷组分的芽苗菜品种提高种子中 相关组分的含量是主要途径。青花菜花球中芥子油 苷的调 查 研 究 较 多［9 － 11］， 对 青 花 菜 种 子 中 芥 子 油 苷的多样性研究相对较少。由于青花菜中普遍存在 自交不亲和现象，种子产量低，导致农业效益难以 提高，因此开展自交亲和型的青花菜种质创新和挖 掘是选育芽苗菜品种的一项重要工作。现将有关青 花菜种子芥子油苷含量的检测结果报道如下。
DOI:10.16178/j.issn.0528-9017.2012.08.037
2012 年第 8 期
1121
文献著录格式： 王建升，虞慧芳，赵振卿，等． 青花菜种子中芥子油苷的多样性分析 ［J］． 浙江农业科学，2012 （ 8 ） ： 1121 － 1124．
青花菜种子中芥子油苷的多样性分析
王建升1 ，虞慧芳1 ，赵振卿1 ，盛小光1 ，陈纪算2 ，许映君3 ，顾宏辉1
参照 文 献 ［12］ 进 行 芥 子 油 苷 提 取。 取 种 子 约 200 mg，用 15 mL 5 mmol·L － 1 醋酸铅甲醇溶液 （ 甲醇∶ 水 2 ∶ 1） 提取，离心上清液 200 μL 用于纯 化。芥子油苷纯化及检测 方 法 参 照 文 献 ［11 ］。 提
收稿日期： 2012 -06-14 基金项目： 浙江省科技计划项目 （ 2009C02006-1 ，2009R50026 ，2011C22009 ） ； 宁波市科技计划项目 （ 2009 C10009） 作者简介： 王建升 （ 1981 － ） ，男，山东垦利人，助理研究员，博士，研究方向为蔬菜遗传育种。E-mail： wangjiansheng_ 17@ yahoo. com. cn。 通信作者： 顾宏辉，E-mail： gu2199@ yahoo. com. cn。
简写 AGS PRO SIN GRA GAL GNL GNA GER IGS 4HGBS GBS 4MGBS 1MGBS TGS
中文名称 总脂肪族芥子油苷 2-羟基-3-丙烯基芥子油苷 2-烯丙基芥子油苷 4-甲基亚磺酰丁基芥子油苷 5-甲基亚磺酰戊基芥子油苷 2-羟基-4-戊烯基芥子油苷 3-丁烯基芥子油苷 4-甲基磺酰丁基芥子油苷 总吲哚族芥子油苷 4-羟基-吲哚-3-甲基芥子油苷 吲哚-3-甲基芥子油苷 4-甲氧基-吲哚-3-甲基芥子油苷 1-甲氧基-吲哚-3-甲基芥子油苷 总芥子油苷
文章编号： 0528-9017（ 2012） 08-1121-04
青花菜 （ Brassica oleracea var． italica） 是我国 重要的蔬菜之一，其芽苗中含有丰富的矿质元素、 维生素以及有益的植物化学物质，特别含芥子油苷 而倍受 关 注［1］。 近 年 来， 青 花 菜 苗 芽 菜 在 韩 国、 我国台湾以及欧美等地区非常流行。流行病学研究 表明，食用十字花科蔬菜特别是青花菜可降低很多 癌症的发生，如结肠癌、乳腺癌、前列腺癌、胃癌 等［2］。 而 十 字 花 科 植 物 中 的 芥 子 油 苷 （ glucosinolates，GS） 及 其 降 解 产 物 异 硫 代 腈 酸 盐 （ isothiocyanates，ITCs） 可能 是 其 具 有 抗 癌 功 效 的 主要物质，特 别 是 萝 卜 硫 素， 其 前 体 4-甲 基 亚 磺 酰丁基芥子油苷 （ 简称萝卜硫苷） 在青花菜种子 中含量最 丰 富［3］。 研 究 发 现， 萝 卜 硫 素 和 其 他 一 些 ITCs 一方面能够强烈抑制阶段 1 酶和诱导阶段 2 酶活性，另一方面还可阻断癌细胞循环以及促进癌 细胞凋 亡 从 而 阻 碍 肿 瘤 的 生 长［4］。 最 近 的 研 究 还 发现，一些 芥 子 油 苷 及 其 代 谢 产 物 具 有 抗 氧 化 功 能［5 － 6］。而且一些芥子油苷组分如 2-烯丙基芥子 油 苷和 2-羟基-3-丙 烯 基 芥 子 油 苷 也 与 青 花 菜 苦 味 相 关［7］。值得 注 意 的 是 2-羟 基-3-丙 烯 基 芥 子 油 苷 的 负营养 效 应， 该 物 质 的 水 解 产 物 唑 烷-2-硫 酮 可 导 致 一 些 哺 乳 动 物 的 甲 状 腺 肿 大［8］ 。
2 结果与分析
2. 1 芥子油苷组分的特征 HPLC 检测结果 （ 图 1，表 1 － 2） 表明，所测
青花菜 种 子 中 共 有 11 种 芥 子 油 苷。 青 花 菜 组 合 B09521 中组分 最 丰 富，检 测 到 了 所 有 的 组 分， 其 次是 B09815 和 B09816，两者均不含 2-烯丙基芥子 油苷。B09853 和 B09856 相似，均不含 2 种烯烃类 芥子油 苷。 而 B09850 和 B09857 中 则 不 含 任 何 烯 基化或羟基化的脂肪组组分。所有的种子中均以脂 肪族芥子油苷为主，吲哚族芥子油苷的含量很低。 在 B09856， B09857， B09816， B09521 和 B09354
7
4-Hydroxyglucobrassicin
9
Glucobrassicin
10
4-Methoxyglucobrassicin
11
Neoglucobrassicin
－
Total glucosinolates
表 1 青花菜种子中鉴定的芥子油苷组分
侧链 R 基团 － 2 （ R） -2-Hydroxy-3-butenyl 2-Propenyl 4-Methylsulfinylbutyl 5-Methylsulfinylpentyl 2-Hydroxy-4-pentenyl 3-Butenyl 4-Methylthiobutyl － 4-Hydroxyindol-3-ylmethyl Indol-3-ylmethyl 4-Methoxyindol-3-ylmethyl 1-Methoxyindol-3-ylmethyl －
1 材料与方法
1. 1 材料 利用先前分离获得的 8 个自然交结实的青花菜
为材料，2010 年 8 月 种 植 于 浙 江 省 农 业 科 学 院 科 研 基 地 温 室 大 棚，9 月 移 栽，2 行 定 植， 行 距 40 cm，株距 30 cm，每个组合 10 株。常规栽培管 理。在非辅助授粉的自然条件下 2011 年 6 月 正常 收获。 1. 2 方法
－
－
－
－
－
－
0. 35 ± 0. 30 0. 42 ± 0. 06
0. 52 ± 0. 03cd 0. 36 ± 0. 05b 0. 63 ± 0. 03e 0. 53 ± 0. 01d
10. 30 ± 0. 84b 7. 87 ± 0. 93ab 6. 80 ± 0. 12a 7. 53 ± 0. 93a
王建升，等： 青花菜种子中芥子油苷的多样性分析
1123
表 2 各青花菜种子中芥子油苷的组分和含量
组分
B09850
B09857
B09853
各青花菜的含量 / （ μmol·g － 1 ）
B09856
B09815
B09816
B09521
PRO SIN GRA GAL GNL GNA 4HGBS GER GBS 4MGBS 1MGBS AGS IGS TGS
23. 00 ± 2. 45c 14. 80 ± 1. 37a 16. 20 ± 1. 09ab பைடு நூலகம்4. 20 ± 2. 01a
0. 82 ± 0. 06de 0. 74 ± 0. 11cd 1. 01 ± 0. 02f 0. 95 ± 0. 08ef
分 2-羟基-3-丙烯基芥子油苷，含量 0. 72 ～ 14. 4 μmol · g － 1 。 青 花 菜 种 子 中 芥 子 油 苷 组 分 和 含 量 均 存 在 多 样 性，
不同品种之间主要的芥子油苷组分存在显著性差异。
关键词： 青花菜； 芥子油苷； 种子； F1
中图分类号： S 635
文献标志码： A
图 1 青花菜种子中 4 种典型的脱硫芥子油苷色谱
色谱峰编号 英文俗称
－
Aliphatic glucosinolates
1
Progoitrin
2
Sinigrin
3
Glucoraphanin
4
Glucoalyssin
5
Glucoapoleiferin
6
Gluconapin
8
Glucerucin
－
Indole glucosinolates
1122
2012 年第 8 期
取液用 DEAE-Sephadex 离 子 交 换 树 脂 纯 化， 用 硫 酸酯酶脱硫过夜，最后用纯水洗脱。
脱硫芥子 油 苷 的 检 测 系 统 为 Waters 公 司 色 谱 仪，包括 2487 检测器，1525 泵，717 自动进样器， 色谱 柱 为 大 连 依 利 特 反 相 Spherisorb C18 柱 （ 5 μm， 250 mm × 4. 6 mm） 。色谱条件： 柱温为 25 ℃ ； 流动 相乙腈和水按照 1. 5% ，5 min，1. 5% ～ 20% ，15 min， 20% ，10 min 梯度，流速 1. 0 mL·min － 1 ； 检测波长 为 226 和 229 nm。 用 Ortho-nitrophenyl-β-Dgalactopyranoside （ ONPG） 作标准品，芥子油苷含量以 μmol·g －1计，每个组合重复 4 次。 1. 3 数据分析
－
－
1. 00 ± 0. 10bc 0. 72 ± 0. 11ab
－
－
－
－
12. 50 ± 1. 59 f 6. 88 ± 0. 43bc 7. 83 ± 0. 82cd 5. 42 ± 0. 90ab
0. 12 ± 0. 02ab 0. 09 ± 0. 01a 0. 21 ± 0. 02c 0. 07 ± 0. 02a
摘 要： 以 8 个青花菜 F1 杂交组合的种子为材料，采用高效液相色谱法对其芥子油苷含量进行检测分析。 结果表明，8 个品种中 4-甲基磺酰丁基芥子油苷和 4-甲基亚磺酰丁基芥子油苷为 2 种主要的芥子油苷组分，含量 分别为 6. 80 ～ 14. 9 μmol·g － 1 和 3. 80 ～ 12. 5 μmol·g － 1 。脂肪族、总芥子油苷含量分别为 14. 2 ～ 39. 1 μmol·g － 1 和 15. 1 ～ 39. 3 μmol·g － 1 ，而吲哚族芥子油苷含量均低于 1. 01 μmol·g － 1 。6 个品种中检测到负营养芥子油苷组
利用 SPSS16. 0 for Windows 软 件 （ SPSS Inc． ， Chicago，USA） 对数 据 统 计 和 方 差 （ ANOVA） 分 析，多重比较采用 Turkey 检验 （ P ＜ 0. 05） 。
中 4-甲基磺 酰 丁 基 芥 子 油 苷 含 量 最 高， 前 三 者 是 萝卜硫 苷 为 次 高， 后 两 者 则 是 以 2-羟 基-3-丙 烯 基 芥子油苷为次高。其他 3 个组合中则以萝卜硫苷为 主，4-甲 基 磺 酰 丁 基 芥 子 油 苷 次 之。 总 的 看 来， B09850 和 B0987 具 有 相 似 的 芥 子 油 苷 组 分 特 征， 而 B09853， B09856， B09815 和 B09816 的 芥 子 油 苷组分 特 征 相 似。 虽 然 B09521 和 B09354 都 具 有 高比例的-羟基-3-丙 烯 基 芥 子 油 苷， 但 前 者 组 分 更 丰富。
0. 23 ± 0. 03c 0. 31 ± 0. 05d 0. 32 ± 0. 01d 0. 35 ± 0. 05d
0. 05 ± 0. 01a 0. 05 ± 0. 01a 0. 04 ± 0. 01a 0. 05 ± 0. 01ab
0. 02 ± 0. 00a 0. 02 ± 0. 00a 0. 02 ± 0. 00a 0. 02 ± 0. 00a
由于青花菜芽苗菜中芥子油苷组分和含量主要
来自种子 中 贮 存 的 芥 子 油 苷［3］， 因 此， 要 获 得 高 含量的抗癌芥子油苷组分的芽苗菜品种提高种子中 相关组分的含量是主要途径。青花菜花球中芥子油 苷的调 查 研 究 较 多［9 － 11］， 对 青 花 菜 种 子 中 芥 子 油 苷的多样性研究相对较少。由于青花菜中普遍存在 自交不亲和现象，种子产量低，导致农业效益难以 提高，因此开展自交亲和型的青花菜种质创新和挖 掘是选育芽苗菜品种的一项重要工作。现将有关青 花菜种子芥子油苷含量的检测结果报道如下。
DOI:10.16178/j.issn.0528-9017.2012.08.037
2012 年第 8 期
1121
文献著录格式： 王建升，虞慧芳，赵振卿，等． 青花菜种子中芥子油苷的多样性分析 ［J］． 浙江农业科学，2012 （ 8 ） ： 1121 － 1124．
青花菜种子中芥子油苷的多样性分析
王建升1 ，虞慧芳1 ，赵振卿1 ，盛小光1 ，陈纪算2 ，许映君3 ，顾宏辉1
参照 文 献 ［12］ 进 行 芥 子 油 苷 提 取。 取 种 子 约 200 mg，用 15 mL 5 mmol·L － 1 醋酸铅甲醇溶液 （ 甲醇∶ 水 2 ∶ 1） 提取，离心上清液 200 μL 用于纯 化。芥子油苷纯化及检测 方 法 参 照 文 献 ［11 ］。 提
收稿日期： 2012 -06-14 基金项目： 浙江省科技计划项目 （ 2009C02006-1 ，2009R50026 ，2011C22009 ） ； 宁波市科技计划项目 （ 2009 C10009） 作者简介： 王建升 （ 1981 － ） ，男，山东垦利人，助理研究员，博士，研究方向为蔬菜遗传育种。E-mail： wangjiansheng_ 17@ yahoo. com. cn。 通信作者： 顾宏辉，E-mail： gu2199@ yahoo. com. cn。
简写 AGS PRO SIN GRA GAL GNL GNA GER IGS 4HGBS GBS 4MGBS 1MGBS TGS
中文名称 总脂肪族芥子油苷 2-羟基-3-丙烯基芥子油苷 2-烯丙基芥子油苷 4-甲基亚磺酰丁基芥子油苷 5-甲基亚磺酰戊基芥子油苷 2-羟基-4-戊烯基芥子油苷 3-丁烯基芥子油苷 4-甲基磺酰丁基芥子油苷 总吲哚族芥子油苷 4-羟基-吲哚-3-甲基芥子油苷 吲哚-3-甲基芥子油苷 4-甲氧基-吲哚-3-甲基芥子油苷 1-甲氧基-吲哚-3-甲基芥子油苷 总芥子油苷
文章编号： 0528-9017（ 2012） 08-1121-04
青花菜 （ Brassica oleracea var． italica） 是我国 重要的蔬菜之一，其芽苗中含有丰富的矿质元素、 维生素以及有益的植物化学物质，特别含芥子油苷 而倍受 关 注［1］。 近 年 来， 青 花 菜 苗 芽 菜 在 韩 国、 我国台湾以及欧美等地区非常流行。流行病学研究 表明，食用十字花科蔬菜特别是青花菜可降低很多 癌症的发生，如结肠癌、乳腺癌、前列腺癌、胃癌 等［2］。 而 十 字 花 科 植 物 中 的 芥 子 油 苷 （ glucosinolates，GS） 及 其 降 解 产 物 异 硫 代 腈 酸 盐 （ isothiocyanates，ITCs） 可能 是 其 具 有 抗 癌 功 效 的 主要物质，特 别 是 萝 卜 硫 素， 其 前 体 4-甲 基 亚 磺 酰丁基芥子油苷 （ 简称萝卜硫苷） 在青花菜种子 中含量最 丰 富［3］。 研 究 发 现， 萝 卜 硫 素 和 其 他 一 些 ITCs 一方面能够强烈抑制阶段 1 酶和诱导阶段 2 酶活性，另一方面还可阻断癌细胞循环以及促进癌 细胞凋 亡 从 而 阻 碍 肿 瘤 的 生 长［4］。 最 近 的 研 究 还 发现，一些 芥 子 油 苷 及 其 代 谢 产 物 具 有 抗 氧 化 功 能［5 － 6］。而且一些芥子油苷组分如 2-烯丙基芥子 油 苷和 2-羟基-3-丙 烯 基 芥 子 油 苷 也 与 青 花 菜 苦 味 相 关［7］。值得 注 意 的 是 2-羟 基-3-丙 烯 基 芥 子 油 苷 的 负营养 效 应， 该 物 质 的 水 解 产 物 唑 烷-2-硫 酮 可 导 致 一 些 哺 乳 动 物 的 甲 状 腺 肿 大［8］ 。
2 结果与分析
2. 1 芥子油苷组分的特征 HPLC 检测结果 （ 图 1，表 1 － 2） 表明，所测
青花菜 种 子 中 共 有 11 种 芥 子 油 苷。 青 花 菜 组 合 B09521 中组分 最 丰 富，检 测 到 了 所 有 的 组 分， 其 次是 B09815 和 B09816，两者均不含 2-烯丙基芥子 油苷。B09853 和 B09856 相似，均不含 2 种烯烃类 芥子油 苷。 而 B09850 和 B09857 中 则 不 含 任 何 烯 基化或羟基化的脂肪组组分。所有的种子中均以脂 肪族芥子油苷为主，吲哚族芥子油苷的含量很低。 在 B09856， B09857， B09816， B09521 和 B09354
7
4-Hydroxyglucobrassicin
9
Glucobrassicin
10
4-Methoxyglucobrassicin
11
Neoglucobrassicin
－
Total glucosinolates
表 1 青花菜种子中鉴定的芥子油苷组分
侧链 R 基团 － 2 （ R） -2-Hydroxy-3-butenyl 2-Propenyl 4-Methylsulfinylbutyl 5-Methylsulfinylpentyl 2-Hydroxy-4-pentenyl 3-Butenyl 4-Methylthiobutyl － 4-Hydroxyindol-3-ylmethyl Indol-3-ylmethyl 4-Methoxyindol-3-ylmethyl 1-Methoxyindol-3-ylmethyl －
1 材料与方法
1. 1 材料 利用先前分离获得的 8 个自然交结实的青花菜
为材料，2010 年 8 月 种 植 于 浙 江 省 农 业 科 学 院 科 研 基 地 温 室 大 棚，9 月 移 栽，2 行 定 植， 行 距 40 cm，株距 30 cm，每个组合 10 株。常规栽培管 理。在非辅助授粉的自然条件下 2011 年 6 月 正常 收获。 1. 2 方法
－
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0. 35 ± 0. 30 0. 42 ± 0. 06
0. 52 ± 0. 03cd 0. 36 ± 0. 05b 0. 63 ± 0. 03e 0. 53 ± 0. 01d
10. 30 ± 0. 84b 7. 87 ± 0. 93ab 6. 80 ± 0. 12a 7. 53 ± 0. 93a
王建升，等： 青花菜种子中芥子油苷的多样性分析
1123
表 2 各青花菜种子中芥子油苷的组分和含量
组分
B09850
B09857
B09853
各青花菜的含量 / （ μmol·g － 1 ）
B09856
B09815
B09816
B09521
PRO SIN GRA GAL GNL GNA 4HGBS GER GBS 4MGBS 1MGBS AGS IGS TGS
23. 00 ± 2. 45c 14. 80 ± 1. 37a 16. 20 ± 1. 09ab பைடு நூலகம்4. 20 ± 2. 01a
0. 82 ± 0. 06de 0. 74 ± 0. 11cd 1. 01 ± 0. 02f 0. 95 ± 0. 08ef
分 2-羟基-3-丙烯基芥子油苷，含量 0. 72 ～ 14. 4 μmol · g － 1 。 青 花 菜 种 子 中 芥 子 油 苷 组 分 和 含 量 均 存 在 多 样 性，
不同品种之间主要的芥子油苷组分存在显著性差异。
关键词： 青花菜； 芥子油苷； 种子； F1
中图分类号： S 635
文献标志码： A
图 1 青花菜种子中 4 种典型的脱硫芥子油苷色谱
色谱峰编号 英文俗称
－
Aliphatic glucosinolates
1
Progoitrin
2
Sinigrin
3
Glucoraphanin
4
Glucoalyssin
5
Glucoapoleiferin
6
Gluconapin
8
Glucerucin
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Indole glucosinolates
1122
2012 年第 8 期
取液用 DEAE-Sephadex 离 子 交 换 树 脂 纯 化， 用 硫 酸酯酶脱硫过夜，最后用纯水洗脱。
脱硫芥子 油 苷 的 检 测 系 统 为 Waters 公 司 色 谱 仪，包括 2487 检测器，1525 泵，717 自动进样器， 色谱 柱 为 大 连 依 利 特 反 相 Spherisorb C18 柱 （ 5 μm， 250 mm × 4. 6 mm） 。色谱条件： 柱温为 25 ℃ ； 流动 相乙腈和水按照 1. 5% ，5 min，1. 5% ～ 20% ，15 min， 20% ，10 min 梯度，流速 1. 0 mL·min － 1 ； 检测波长 为 226 和 229 nm。 用 Ortho-nitrophenyl-β-Dgalactopyranoside （ ONPG） 作标准品，芥子油苷含量以 μmol·g －1计，每个组合重复 4 次。 1. 3 数据分析
－
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1. 00 ± 0. 10bc 0. 72 ± 0. 11ab
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12. 50 ± 1. 59 f 6. 88 ± 0. 43bc 7. 83 ± 0. 82cd 5. 42 ± 0. 90ab
0. 12 ± 0. 02ab 0. 09 ± 0. 01a 0. 21 ± 0. 02c 0. 07 ± 0. 02a