大白菜和结球甘蓝硫苷及MAM基因表达分析

作者：汪珊; 康俊根; 冯大领; 卢银; 杨锐; 史凯林; 刘梦洋; 王彦华; 徐东辉^*; 赵建军^*

来源：植物遗传资源学报, 2022, 23(05): 1321-1333.

DOI：10.13430/j.cnki.jpgr.20220219001

• 大白菜
• 结球甘蓝
• 硫苷
• MAM基因
• 表达分析

硫苷及其降解产物是十字花科蔬菜重要的次生代谢产物，具有防癌抗癌作用。硫苷合成基因（MAMs,methylthioalkylmalate synthases）负责硫苷侧链的延伸，MAM1催化生成短链脂肪族硫苷而MAM3催化生成长链脂肪族硫苷，因此MAM基因影响了硫苷成分的多样性。本研究利用大白菜和结球甘蓝自交系，从苗期到莲座期取样测定硫苷含量及MAM的相对表达量，分析有益硫苷在两者之间的积累差异以及MAM基因的表达调控作用。结果显示，从苗期到莲座期结球甘蓝的硫苷含量平均值均高于大白菜，大白菜中侧链长度为5C和4C脂肪族硫苷：4-戊烯基硫苷（GBN,glucobrassicanapin）和3-丁烯基硫苷（NAP,gluconapin）含量较高，而结球甘蓝中3C和4C脂肪族硫苷：3-甲基硫氧丙基硫苷（IBE,glucoiberin）、2-丙烯基硫苷（SIN,sinigrin）和4-甲磺酰基丁基硫苷（GRA,glucoraphanin）含量较高，有益硫苷SIN和GRA在结球甘蓝中的含量显著高于大白菜。在大白菜和结球甘蓝中分别发现7个MAM拷贝基因，同源基因比较发现MAM1和MAM3的相对表达量在两者之间存在显著差异。大白菜中BraMAM1.1和BraMAM1.2的表达量显著低于结球甘蓝同源基因BoMAM1.1和BoMAM1.2的表达量，而BraMAM3.2和BraMAM3.3的表达量显著高于结球甘蓝同源基因BoMAM3.1的表达量；并且结球甘蓝中3C脂肪族硫苷含量与BoMAM1.1的表达量呈显著正相关，大白菜中5C脂肪族硫苷含量与BraMAM3.2的表达量呈显著正相关。由此推测可能是BraMAM1.1的低表达而BraMAM3.2的高表达，导致了大白菜中3C脂肪族硫苷SIN积累极少而5C脂肪族硫苷GBN积累较多。

• 单位
  北京市农林科学院蔬菜研究中心; 河北农业大学; 中国农业科学院蔬菜花卉研究所