封面論文(英文)|浙江大學蔣立希等:外源5-氨基乙醯丙酸對油菜幼苗硫代葡萄糖苷生物合成的影響

2021-01-20 浙大學報農業與生命科學版

5-氨基乙醯丙酸(5-aminolevulinic acid, ALA)是一種可以影響植物碳固定和營養物質同化等生理生化過程的植物生長調節劑。本文研究了ALA對幼苗期甘藍型油菜硫代謝和硫代葡萄糖苷生物合成的影響。用含有0、0.5、1.0、5.0、10.0 mg/L ALA的霍格蘭培養液處理油菜幼苗28 d後，分析ALA對其硫醇和硫代葡萄糖苷含量以及相關基因轉錄組的影響。結果表明：低質量濃度的ALA處理增加了半胱氨酸、硫代葡萄糖苷以及總可溶性硫醇的含量，同時上調了調節硫攝取和代謝相關基因的表達，如BnSULTR1.1、BnSULTR2.2和BnAPK1。由於硫代謝的加速以及甲硫氨酸的積累，ALA還提高了硫代葡萄糖苷的含量，特別是脂肪族硫代葡萄糖苷的含量。從BnUGT74B1和BnUGT74C1基因表達中也可以看出，像脫硫-硫代葡萄糖苷糖基化這樣的其他硫代葡萄糖苷的生物合成階段也因為ALA的作用而加強。高質量濃度的ALA處理，通過造成細胞成分損害的光氧化脅迫而對硫代謝和硫代葡萄糖苷合成產生負調控作用。而中質量濃度的ALA促進了硫的獲取和同化，並促進硫代葡萄糖苷的生物合成。

5-氨基乙醯丙酸;  硫代謝;  硫代葡萄糖苷;  穀胱甘肽;  油菜幼苗 

MAODZEKA Antony，盧凌志，趙鑫澤，徐穎，吳德志，蔣立希*    

浙江大學農業與生物技術學院，浙江省作物種質資源重點實驗室，杭州 310058  

蔣立希，博士，浙江大學教授，博士生導師。主要從事油料植物基因組學與分子生理學研究。

10.3785/j.issn.1008-9209.2019.08.262

MAODZEKA Antony, 盧凌志, 趙鑫澤, 等. 外源5-氨基乙醯丙酸對油菜幼苗硫代葡萄糖苷生物合成的影響(英文)[J]. 浙江大學學報（農業與生命科學版）, 2020, 46(3): 291-307.

MAODZEKA A,LU L Z, ZHAO X Z, et al. Effect of exogenous 5-aminolevulinic acid on glucosinolate biosynthesis in rape (Brassica napus L.) seedlings. Journal of Zhejiang University (Agriculture and Life Sciences), 2020, 46(3): 291-307.

5-aminolevulinic acid (ALA) is a key precursor of porphyrin biosynthesis leading to chlorophyll and heme. ALA has been widely used as a plant growth regulator due to its ability to promote a wide range of plant morphophysiological characteristics. ALA has been shown to promote plant physiological processes such as carbon fixation, nitrogen metabolism, chlorophyll synthesis resulting in improved plant growth and yield.

……

The effects of ALA on plant secondary metabolism and the metabolome remain largely unexplored.……We conducted this work to elucidate the potential role of ALA in the elicitation of the GSL contents of rape seedlings, which would be beneficial to humans due to their health-promoting and anticarcinogenic properties.

The improved sulfur acquisition and metabolism by moderate quantities of exogenous ALA results in improved thiol contents of rape seedlings. This improvement promotes GSL biosynthesis, which is closely linked to sulfur metabolism. We conclude that exogenous ALA can be a feasible way of improving health-promoting GSLs in leaf rape and other brassicaceous crops commonly used as vegetables, which could be beneficial to human health.

http://www.zjujournals.com/agr/article/2020/1008-9209/1008-9209-2020-46-3-291.shtml

zdxbnsb@zju.edu.cn

0571-88272801

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