褪黑素联合硫酸锌处理对西蓝花芽苗中异硫氰酸酯含量的影响

刘寅 程超 尹永祺

摘 要：研究了褪黑素联合硫酸锌处理下西蓝花芽苗中异硫氰酸酯含量的变化，结果显示：芽苗经褪黑素联合硫酸锌处理后，其硫苷、异硫氰酸酯含量、黑芥子酶活性及总抗氧化能力均明显增加。10 μmol·L-1褪黑素联合4 mmol·L-1硫酸锌处理4 d芽苗是最佳措施。

关键词：西蓝花;异硫氰酸酯;褪黑素;硫酸锌

Abstract：The effects of exogenous melatonin combined with ZnSO4 on ITCs content in broccoli sprouts were studied. The results showed that glucosinolate and ITCs content， myrosinase activity and total antioxidant capacity in broccoli sprouts increased significantly under melatonin and ZnSO4 treatment. The best way was treated with 10 μmol·L-1 melatonin combined with 4 mmol·L-1 ZnSO4 fot 4 days.

Key words：Broccoli; ITCs; Melatonin; ZnSO4

西蓝花（Brassica oleracea L.var.italic Planch）属于一年两生芸薹属植物，已证实其是富集异硫氰酸酯（ITCs）的良好试材[1]。ITCs是植物中天然的抗癌活性物质，对各种癌症都有较好的预防和抑制作用，受到国内外的广泛关注。研究发现非生物胁迫会增加西蓝花芽苗中硫苷的含量，从而增加ITCs的含量，其中以ZnSO4胁迫效果最佳[2]。然而，虽然西蓝花芽苗喷施ZnSO4后ITCs含量增加，但硫盐胁迫环境会影响西蓝花芽苗的生长。Zhao Y等[3]发现外源褪黑素作为植物生长的促进剂，褪黑素能够缓解其非生物胁迫[4]，使西蓝花正常生长。本研究通过褪黑素缓解ZnSO4对西蓝花芽苗的胁迫作用，分析其发芽期间芽苗ITCs含量变化。

1 材料与方法

1.1 材料与试材

西蓝花籽粒，购于2019年，产自日本坂田公司。烯丙基硫苷，购自美国Sigma公司;1，2-苯二硫醇，购自东京化成工业株式会社;其余试剂均为国产分析纯;总抗氧化能力试剂盒A015-1，购自南京建成生物工程研究所。

1.2 仪器与设备

UV-7504C型紫外可见分光光度计，购自上海欣茂仪器有限公司;DICO型台式离心机，购自Thermo Fisher有限公司。

1.3 试验方法

1.3.1 西蓝花发芽处理

西蓝花籽粒经去离子水冲洗后置于1%次氯酸钠水溶液中浸泡消毒15 min，其后于30 ℃浸泡4 h;再置于铺有蛭石的透明盒中，于30 ℃培养箱内发芽，每天光照16 h、黑暗8 h，分别进行以下处理：对照（去离子水）;4 mmol·L-1ZnSO4;10 μmol·L-1褪黑素;4 mmol·L-1 ZnSO4+10 μmol·L-1褪黑素。在发芽4 d、6 d时取样，速冻后于-20 ℃保藏待测。

1.3.2 ITCs、硫苷含量测定

ITCs含量参照Jiao D等[5]的方法测定;硫苷含量参照Wei J等[6]的方法测定。

1.3.3 黑芥子酶活力

参照Burow M等[7]的方法进行测定。

1.3.4 总抗氧化能力

利用总抗氧化能力（T-AOC）试剂盒测定。

2 结果与分析

2.1 西蓝花芽苗形态特征

由图1知，与对照相比，单独使用ZnSO4处理抑制了西蓝花芽苗的生长，而单独使用褪黑素促进了西蓝花芽苗的生长，在ZnSO4处理中添加褪黑素处理可有效缓解该生长抑制作用，所以西蓝花芽苗经褪黑素联合ZnSO4处理后，其芽苗长势较好。

2.2 褪黑素联合ZnSO4处理对西蓝花ITCs代谢指标的影响

2.2.1 ITCs含量

由图2知，随着发芽天数的增多，ITCs含量不断下降，褪黑素与ZnSO4单独处理及两者共同处理西蓝花芽苗均显著提高了ITCs含量（P<0.05）。第4 d时，褪黑素与ZnSO4共同处理的西蓝花中ITCs含量229.82 mg/100 gFW。

2.2.2 硫苷含量

由圖3知，与对照组相比，4 d下的各处理硫苷含量均显著提高（P<0.05）。7 d下的ZnSO4处理显著高于对照，第4 d时，ZnSO4与褪黑素联合处理的西蓝花芽苗中硫苷含量最高，为181.14 mg/g DW。

2.3 黑芥子酶活力

由图4知，与对照组相比，其他各处理组西蓝花芽苗中黑芥子酶活力均有所提高，其中ZnSO4处理的西蓝花芽苗中黑芥子酶活力最高。4 d时，ZnSO4处理的西蓝花芽苗中黑芥子酶活力为11 142.65 U·mg-1，褪黑素联合ZnSO4处理的西蓝花芽苗中黑芥子酶活力为10 414.69 U·mg-1。

2.4 总抗氧化能力

由图5知。随着发芽天数的增多总抗氧化能力显著下降（P<0.05）;第4 d时，褪黑素与ZnSO4单独处理及两者共同处理西蓝花芽苗均显著提高了其总抗氧化能力。

3 结论

硫酸锌处理抑制了西蓝花芽苗的生长，而外源添加褪黑素可有效缓解该生长抑制作用，同时，西蓝花芽苗的硫苷和异硫氰酸酯含量、黑芥子酶活性及总抗氧化能力均明显增加。经研究发现，10 μmol·L-1褪黑素联合4 mmol·L-1硫酸锌处理4 d芽苗下其ITCs含量高达229.82 mg/100g FW。

參考文献：

[1]申树芳，张英锋，马子川.西蓝花中硫代葡萄糖苷的抗癌药理[J].中国农业科学，2015（7）：64-65.

[2]Nawaz M A，Jiao Y Y，Chen C，et al.Melatonin pretreatment improves vanadium stress tolerance of watermelon seedlings by reducing vanadium concentration in the leaves and regulating melatonin biosynthesis and antioxidant-related gene expression[J].Journal of plant physiology，2018，220：115-127.

[3]Zhao Y，Tan D X，Lei Q，et al.Melatonin and its potential biological functions in the fruits of sweet cherry[J].Journal of Pineal Research，2013，55（1）：79-88.

[4]Ding F，Liu B，Zhang S X.Exogenous melatonin ameliorates cold-induced damage in tomato plants[J].Scientia Horticulturae，2017，219（1）：264-271.

[5]Jiao D，Yu M C，Hankin J H，et al.Total isothiocyanate contents in cooked vegetables consumed in singapore [J].Journal of Agricultural and Food Chemistry，1998，46（3）：1055-1058.

[6]Wei J，Miao H，Wang Q.Effect of glucose on gl ucosinolates，antioxidants and metabolic enzymes in Brassica sprouts[J].Scientia Horticulturae，2011，129（4）：535-540.

[7]Burow M，Losansky A，Muller R，et al.The genetic basis of constitutive and herbivore-induced ESP independent nitrile formation in arabidopsis[J].Plant Physiology，2009，149（1）：561-574.