基因工程辅助萝卜硫苷在十字花科作物中的高效生物合成

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作者 刘晓悦 王盼娣 +1 位作者 吴刚 刘芳 《合成生物学》 北大核心 2025年第1期136-156,共21页

植物次级代谢物萝卜硫苷(glucoraphanin,GRA)是一种由蛋氨酸衍生的硫代葡萄糖苷(glucosinolate,GSL),性质相对稳定,其本身及水解后活性产物萝卜硫素(sulforaphane,SFN)在抵抗癌症、神经保护等方面发挥重要作用,在食品营养和科学研究中... 植物次级代谢物萝卜硫苷(glucoraphanin,GRA)是一种由蛋氨酸衍生的硫代葡萄糖苷(glucosinolate,GSL),性质相对稳定,其本身及水解后活性产物萝卜硫素(sulforaphane,SFN)在抵抗癌症、神经保护等方面发挥重要作用,在食品营养和科学研究中受到广泛关注。本文将综述GRA的理化性质、来源、生物学功能、合成途径以及当前生产现状,并进一步探讨未来GRA高效生物合成的潜力策略。GRA合成路径复杂,包括侧链延伸、核心结构形成以及侧链修饰三个阶段,可经植物内源黑芥子酶(myrosinase,MYR)或肠道微生物转化为具有生物活性的SFN等物质。西蓝花等十字花科作物中GRA含量较高,是当前GRA的主要来源作物,但其存在种植周期较长、产量不稳、提取率低等问题,开发经济且可再生的GRA新资源将极大地推进GRA开发应用。随着GRA生物合成及调控路径的明晰,基因工程辅助GRA的高效生物合成展现出巨大的潜力,也提示突破主流的单基因调控策略,聚合多基因多维度协同提高GRA合成的潜力。本文聚焦基因工程辅助十字花科作物高效生产GRA这一目标,系统地梳理了GRA合成各阶段的潜在候选基因并从富集部位角度指出了具高应用价值的底盘作物,以期为将来通过基因工程和分子育种技术调控植物中GRA的生物合成、实现GRA大规模可持续生产,提供一定的思路和策略。 展开更多

关键词 萝卜硫苷(GRA) 萝卜硫素(SFN) 抗癌 基因工程 十字花科作物

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西兰花芽提取工艺及其体外抗氧化活性研究

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作者 李鑫 王鹏 +3 位作者 刘梦璐 徐晓晓 钟斌 王庚申 《现代化工》 北大核心 2025年第S2期381-386,共6页

采用单因素及正交实验,以萝卜硫苷和多酚得率为指标,优化水提法提取工艺中的提取时间、提取温度、溶剂倍量和提取次数,并对西兰花芽提取物进行1,1-二苯基-2-三硝基苯肼自由基(DPPH·)、2,2′-联氮-二(3-乙基-苯并噻唑-6-磺酸)阳离... 采用单因素及正交实验,以萝卜硫苷和多酚得率为指标,优化水提法提取工艺中的提取时间、提取温度、溶剂倍量和提取次数,并对西兰花芽提取物进行1,1-二苯基-2-三硝基苯肼自由基(DPPH·)、2,2′-联氮-二(3-乙基-苯并噻唑-6-磺酸)阳离子自由基(ABTS^(+))清除活性检测。结果表明,西兰花芽的最佳水提取工艺为:提取温度100℃、提取60 min、溶剂倍量12倍,提取3次,此时西兰花芽中萝卜硫苷的得率为(1.1973±0.0788)mg/g,多酚得率为(1.5699±0.0033)mg/g。该工艺条件下所得的西兰花芽提取物清除DPPH·自由基的半抑制浓度(IC_(50))为0.26 mg/mL;清除ABTS~+自由基的IC_(50)为0.39 mg/mL,具有较好的体外抗氧化性。 展开更多

关键词 西兰花芽 萝卜硫苷 多酚 提取 抗氧化活性

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反相高效液相色谱法检测青花菜和花椰菜中4-甲基亚磺酰丁基硫苷 被引量：9

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作者 邱海荣 姚雪琴 +3 位作者 谢祝捷 施元吉 乔永进 吴震 《上海农业学报》 CSCD 2008年第4期72-74,共3页

建立了青花菜和花椰菜中4-甲基亚磺酰丁基硫苷的反相高效液相色谱检测方法。样品采用甲醇-水(体积比70∶30)混合溶剂进行提取,通过醋酸型DEAE-Sephadex A-25阴离子交换柱进行纯化并加入硫酸酯酶脱硫,超纯水和乙腈为流动相进行反相高效... 建立了青花菜和花椰菜中4-甲基亚磺酰丁基硫苷的反相高效液相色谱检测方法。样品采用甲醇-水(体积比70∶30)混合溶剂进行提取,通过醋酸型DEAE-Sephadex A-25阴离子交换柱进行纯化并加入硫酸酯酶脱硫,超纯水和乙腈为流动相进行反相高效液相色谱检测。结果表明,青花菜花球中4-甲基亚磺酰丁基硫苷含量明显高于花椰菜。花椰菜不同品种花球中4-甲基亚磺酰丁基硫苷含量无明显差异,而青花菜则差异明显。 展开更多

关键词 青花菜 花椰菜 4-甲基亚磺酰丁基硫苷 反相高效液相色谱 检测

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西兰花籽中萝卜硫苷的提取、分离及结构鉴定 被引量：6

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作者 江敏 石林娟 杨毅 《食品科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第5期124-126,共3页

研究一种从西兰花籽中提取分离萝卜硫苷(4-甲基亚磺酰丁基硫代葡萄糖苷)的方法。用甲醇溶液从西兰花籽中提取硫苷,经弱阴离子交换树脂纯化得到萝卜硫苷粗品,通过半液相制备色谱进一步分离纯化,制得萝卜硫苷纯品。利用液-质联用、核磁共... 研究一种从西兰花籽中提取分离萝卜硫苷(4-甲基亚磺酰丁基硫代葡萄糖苷)的方法。用甲醇溶液从西兰花籽中提取硫苷,经弱阴离子交换树脂纯化得到萝卜硫苷粗品,通过半液相制备色谱进一步分离纯化,制得萝卜硫苷纯品。利用液-质联用、核磁共振、红外光谱检测、紫外光谱检测等方法对其进行结构确定,结果符合萝卜硫苷的分子结构。此方法适用于萝卜硫苷的简单有效提取。 展开更多

关键词 萝卜硫苷 西兰花籽 提取 分离 鉴定

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异源表达黑芥子酶及其用于制备萝卜硫素的研究 被引量：7

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作者 黄河鸥 郑璞 +1 位作者 吴丹 陈鹏程 《食品与发酵工业》 CAS CSCD 北大核心 2022年第22期76-81,共6页

萝卜硫素是一种具有抗氧化、防癌、抗癌等生物活性的异硫氰酸酯类化合物,但因产量低限制了其应用。黑芥子酶可水解硫代葡萄糖苷生成异硫氰酸酯类化合物。该研究首次在毕赤酵母中分别表达了源于西兰花的黑芥子酶BoTGG1和甘蓝蚜虫的黑芥子... 萝卜硫素是一种具有抗氧化、防癌、抗癌等生物活性的异硫氰酸酯类化合物,但因产量低限制了其应用。黑芥子酶可水解硫代葡萄糖苷生成异硫氰酸酯类化合物。该研究首次在毕赤酵母中分别表达了源于西兰花的黑芥子酶BoTGG1和甘蓝蚜虫的黑芥子酶BMYR,结果重组BMYR活性更高,且宿主毕赤酵母X33比GS115、载体pPICZα比pPIC9 K更利于表达黑芥子酶。构建的重组菌株X33/pPICZα-BMYR在3 L发酵罐中高密度培养,酶活力达到0.64 U/mL,为摇瓶水平的8倍。在催化底物质量浓度3 g/L,反应时间60 min,pH 4.5,反应温度45℃的条件下,生成的萝卜硫素质量浓度达到1.21 g/L,对萝卜硫苷的摩尔转化率为99.6%,为目前萝卜硫素制备的最高水平。该研究为黑芥子酶的生产及萝卜硫素的制备提供了策略参考。 展开更多

关键词 黑芥子酶 毕赤酵母 异源表达 萝卜硫素 萝卜硫苷 催化反应

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青花菜花球质量与4-甲基亚磺酰丁基硫苷含量的配合力分析及相关性研究 被引量：2

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作者 史明会 姚雪琴 +4 位作者 谢祝捷 李光庆 高红明 万正杰 徐跃进 《华中农业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2014年第1期24-28,共5页

按照Griffing(Ⅱ)不完全双列杂交设计,对6个青花菜自交系育种材料的花球质量和花球中4-甲基亚磺酰丁基硫苷含量进行配合力和遗传相关分析。结果表明:青花菜的花球质量和4-甲基亚磺酰丁基硫苷含量同时受加性和非加性效应控制,其中花球质... 按照Griffing(Ⅱ)不完全双列杂交设计,对6个青花菜自交系育种材料的花球质量和花球中4-甲基亚磺酰丁基硫苷含量进行配合力和遗传相关分析。结果表明:青花菜的花球质量和4-甲基亚磺酰丁基硫苷含量同时受加性和非加性效应控制,其中花球质量的特殊配合力大于一般配合力,主要受基因非加性效应控制,而4-甲基亚磺酰丁基硫苷的特殊配合力小于一般配合力,主要受基因加性效应控制。青花菜4-甲基亚磺酰丁基硫苷的狭义遗传力大于花球质量,花球质量与4-甲基亚磺酰丁基硫苷含量间无显著相关关系,说明这2个性状的选择可独立进行,从而实现同一组合或品种兼备这2个优质性状。在6个自交系中,P3和P2是高产育种的理想亲本;而P1和P4是提高后代4-甲基亚磺酰丁基硫苷含量的理想亲本。P4×P6和P2×P4是综合性状较好的杂交组合,其中P2×P4也是配制高含量4-甲基亚磺酰丁基硫苷的优良组合。 展开更多

关键词 青花菜 花球质量 4-甲基亚磺酰丁基硫苷 配合力 相关性分析

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白光和红光光周期对西兰花芽苗菜生理生化和萝卜硫苷代谢的影响 被引量：4

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作者 赵西连 庄莉 +2 位作者 肖军霞 李晓丹 郭丽萍 《食品工业科技》 CAS 北大核心 2021年第18期34-40,共7页

本文研究了白光和红光不同光周期(0、4、8、12、16和20 h·d^(−1))对西兰花芽苗菜生长、可溶性糖、可溶性蛋白、抗坏血酸、花色苷和萝卜硫苷代谢的影响。结果表明:光照抑制西兰花芽苗的生长,红光较白光处理能够促进西兰花芽苗芽长增... 本文研究了白光和红光不同光周期(0、4、8、12、16和20 h·d^(−1))对西兰花芽苗菜生长、可溶性糖、可溶性蛋白、抗坏血酸、花色苷和萝卜硫苷代谢的影响。结果表明:光照抑制西兰花芽苗的生长,红光较白光处理能够促进西兰花芽苗芽长增长;随着光周期的延长,西兰花芽苗菜中可溶性糖、可溶性蛋白、抗坏血酸、萝卜硫苷和总硫苷含量、黑芥子酶活力以及萝卜硫素含量均呈现先增加后降低的趋势。相较于白光,红光明显提高了西兰花芽苗菜中可溶性糖、可溶性蛋白、抗坏血酸和萝卜硫苷含量。但白光处理下花色苷含量明显高于红光处理。在光周期小于12 h·d^(−1)时,红光处理下萝卜硫素形成量显著高于白光处理(P<0.05),而当光周期大于12 h·d^(−1)时,红光处理下萝卜硫素形成与白光处理之间差异不显著甚至低于白光处理。总之,红光相较于白光更有利于提高西兰花芽苗菜的产量和营养品质,12 h·d^(−1)是比较适合的光周期。 展开更多

关键词 西兰花芽苗菜 白光 红光 生理生化 萝卜硫苷代谢

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不同烹饪方式下烹饪时间对西兰花中萝卜硫苷和萝卜硫素的影响 被引量：8

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作者 卢旭 马绍英 +3 位作者 李胜 张聪聪 包金玉 张秀民 《食品科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第1期41-47,共7页

蒸、煮、炒和微波是家庭中常用的烹饪方式,烹饪过程会造成蔬菜中营养元素的流失。本实验以‘瑞农’西兰花为材料,研究了蒸、煮、炒和微波4种方式下烹饪时间对西兰花中萝卜硫苷(glucoraphanin,GRA)含量、萝卜硫素(sulforaphane,SFN)含量... 蒸、煮、炒和微波是家庭中常用的烹饪方式,烹饪过程会造成蔬菜中营养元素的流失。本实验以‘瑞农’西兰花为材料,研究了蒸、煮、炒和微波4种方式下烹饪时间对西兰花中萝卜硫苷(glucoraphanin,GRA)含量、萝卜硫素(sulforaphane,SFN)含量、内源芥子酶(myrosinase,MYR)活力和细胞膜透性的影响,以及添加外源MYR对GRA-SFN转化率的影响。结果表明,4种烹饪方式下随着烹饪时间的延长GRA含量呈下降趋势,SFN含量呈先升后降的趋势,内源MYR活力呈下降趋势,细胞膜透性增大,蒸制处理的西兰花可以保留相对较多的GRA和SFN;添加外源MYR可以提高西兰花中GRA-SFN的转化率,获取更多SFN。 展开更多

关键词 萝卜硫苷 萝卜硫素 烹饪 西兰花

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以次生代谢物产量为目标的西兰花毛状根培养技术体系优化

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作者 张秀民 马绍英 +5 位作者 杨洁 包金玉 张晓玲 田鹏 路亚琦 李胜 《生物技术通报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第8期75-84,共10页

本研究旨在探究不同单因素条件下西兰花毛状根培养体系中萝卜硫苷(glucoraphanin,GRA)和萝卜硫素(sulforaphane,SF)释放的关系。通过10 mmol/L茉莉酸甲酯(methyl jasmonate,MeJA)处理,探究了在不同接种量、培养基体积、pH、培养温度及... 本研究旨在探究不同单因素条件下西兰花毛状根培养体系中萝卜硫苷(glucoraphanin,GRA)和萝卜硫素(sulforaphane,SF)释放的关系。通过10 mmol/L茉莉酸甲酯(methyl jasmonate,MeJA)处理,探究了在不同接种量、培养基体积、pH、培养温度及摇床转速下对西兰花毛状根中GRA和SF释放的影响;在单因素实验基础上,选取培养温度、毛状根接种量及pH进行响应面实验。结果表明:当培养温度为25.44℃,毛状根接种量为0.15 g,pH 5.56,西兰花毛状根中GRA和SF总产量为2.08 mg/flask,与回归模型预测理论总产量2.44 mg/flask相近;不同培养条件下,西兰花毛状根培养体系中GRA和SF释放至培养基中的量随之不同。 展开更多

关键词 西兰花毛状根 萝卜硫苷 萝卜硫素 响应面法 释放机理

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4-甲基亚磺酰丁基硫苷(RAA)合成与代谢及遗传特性的研究进展

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作者 李念祖 史明会 +3 位作者 牟愔 卢梦玲 王友海 万正杰 《中国蔬菜》 北大核心 2014年第10期6-11,共6页

4-甲基亚磺酰丁基硫苷(glucoraphanin,RAA)是具天然抗癌特性的萝卜硫素的前体,在十字花科蔬菜尤其是青花菜中含量较高,因此对RAA的研究也成为学术界的热点。本文综述了RAA的合成与代谢及其遗传特性的研究进展,同时展望了分子标记在此领... 4-甲基亚磺酰丁基硫苷(glucoraphanin,RAA)是具天然抗癌特性的萝卜硫素的前体,在十字花科蔬菜尤其是青花菜中含量较高,因此对RAA的研究也成为学术界的热点。本文综述了RAA的合成与代谢及其遗传特性的研究进展,同时展望了分子标记在此领域更广泛的应用前景。 展开更多

关键词 4-甲基亚磺酰丁基硫苷 青花菜 代谢 遗传特性 综述

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钙盐对ZnSO4胁迫下西兰花芽苗菜抗氧化酶活力和萝卜硫苷代谢的影响

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作者 许可心 朱英莲 +1 位作者 刘璇 郭丽萍 《青岛农业大学学报（自然科学版）》 2019年第2期136-141,共6页

研究了ZnSO4胁迫下,外源喷施CaSO4、CaCl2和Ca(NO3)2对西兰花芽苗菜生长状况、抗氧化酶活力和萝卜硫苷代谢的影响。结果表明,西兰花芽苗菜在ZnSO4胁迫下添加三种钙盐后芽长和呼吸速率显著增加,而电解质渗透率和MDA含量显著降低,表明三... 研究了ZnSO4胁迫下,外源喷施CaSO4、CaCl2和Ca(NO3)2对西兰花芽苗菜生长状况、抗氧化酶活力和萝卜硫苷代谢的影响。结果表明,西兰花芽苗菜在ZnSO4胁迫下添加三种钙盐后芽长和呼吸速率显著增加,而电解质渗透率和MDA含量显著降低,表明三种钙盐可以缓解ZnSO4对西兰花芽苗菜的胁迫抑制作用,尤其是Ca(NO3)2处理下芽苗最长。同时,超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化氢酶(CAT)活力也显著增强;CaCl2和Ca(NO3)2处理下,过氧化物酶(POD)活力与对照无显著差异,CaSO4处理下抗氧化酶活力相对较强。ZnSO4胁迫下,喷施CaSO4、CaCl2和Ca(NO3)2显著提高了西兰花芽苗菜中萝卜硫苷和萝卜硫素含量,但黑芥子酶活力与对照无显著差异;尤其CaCl2处理下萝卜硫苷和萝卜硫素含量相对更高。 展开更多

关键词 西兰花芽苗菜 ZnSO4胁迫 钙盐 抗氧化酶 萝卜硫苷代谢

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