綜述了不同光質(zhì)對十字花科作物硫代葡萄糖苷含量的影響,并從光調(diào)控硫苷生物合成關鍵基因表達、光合糖信號轉(zhuǎn)導、光調(diào)控氮和硫同化等方面概括了十字花科作物硫代葡萄糖苷調(diào)控的分子機制,為十字花科作物硫代葡萄糖苷形成的光調(diào)控研究提供理論參考,為高品質(zhì)蔬菜生產(chǎn)專用燈具的開發(fā)提供數(shù)據(jù)支撐。 

【文章來源】：園藝學報. 2020,47(09)北大核心CSCD

【文章頁數(shù)】：15 頁

【部分圖文】：

光質(zhì)調(diào)控硫苷生物合成的機制

植物根從周圍土壤吸收的硫酸鹽與體內(nèi)ATP在ATP硫酸化酶（ATPS）作用下生成腺苷–5′–磷酰硫酸（APS),APS處于下游初級硫同化和次級含硫代謝物生成的關鍵分支點上。一方面，APS經(jīng)腺苷–5′–磷酰硫酸還原酶（APR）等催化合成硫苷生物合成硫供體谷胱甘肽（GSH）；另一方面，APS也可以進入次生代謝通路，在細胞質(zhì)或者質(zhì)體內(nèi)被腺苷–5′–磷酰硫酸激酶（APK）磷酸化形成3′–磷酸腺苷–5′–磷酰硫酸（PAPS),PAPS可在磺基轉(zhuǎn)移酶（SOT）作用下與前體脫硫硫苷反應生成次生代謝產(chǎn)物硫苷（Yatusevich et al.,2010），如圖3。因此，植株體內(nèi)硫含量明顯影響各組織器官的硫苷組分含量。據(jù)報道，植株缺硫會導致包括MAM、CYP79、CYP83基因家族在內(nèi)的主要硫苷生物合成基因表達量下降（Falk et al.,2007），這可能與轉(zhuǎn)錄因子SLIM1的調(diào)控作用有關（Maruyama-Nakashita et al.,2006）。對擬南芥的研究發(fā)現(xiàn)，光照能夠提升植株的硫苷含量和硫同化過程代謝物含量，且兩者提升幅度高度一致（Huseby et al.,2013）。對硫同化關鍵基因APR的研究表明，光質(zhì)通過調(diào)控HY5的表達，直接控制APR的轉(zhuǎn)錄，從而影響硫供體生成和最終硫苷生物合成（Yatusevich et al.,2010;Lee et al.,2011），進一步研究表明HY5介導的光質(zhì)調(diào)控硫同化基因ATPS、APK以及APR的轉(zhuǎn)錄水平，進而影響硫苷生物合成基因SOT16、SOT17、SOT18、MAM-L、CYP79F1和CYP79B2等的表達量，最終提升硫苷含量（Huseby et al.,2013;Hornbacher et al.,2019）。3.4 光質(zhì)介導氮同化調(diào)控硫苷生物合成

硫苷核心結(jié)構(gòu)的形成起始于側(cè)鏈延長的氨基酸，經(jīng)CYP79基因家族和CYP83基因家族編碼的酶先后氧化形成異硝基化合物或者腈氧化物，然后與硫供體作用形成S–烷基硫代羥肟（Hansen et al.,2001），且現(xiàn)在認為參與該過程的硫供體為谷胱甘肽（Schlaeppi et al.,2008;Bednarek et al.,2009）。S–烷基硫代羥肟在C-S裂解酶SUR1催化下發(fā)生裂解，然后在UGT74B1等催化下與糖基供體尿苷二磷酸葡萄糖（UDPG）作用形成脫硫硫苷（Grubb et al.,2004）。這一階段的最后一步是磺基轉(zhuǎn)移酶SOT對脫硫硫苷進行硫酸化，SOT16催化色氨酸和苯丙氨酸衍生的脫硫硫苷，而甲硫氨酸衍生的脫硫硫苷是SOT17和SOT18的候選底物（Piotrowski et al.,2004）。脂肪族硫苷側(cè)鏈的二次修飾在GS-OX、GS-ALK/AOP2、GS-OHP/AOP3以及GS-OH的作用下發(fā)生氧化、烯基化、羥基化；而吲哚族硫苷二次修飾前體吲哚–3–亞甲基硫苷在CYP81Fs的催化下發(fā)生羥基化，隨后在IGMT1和IGMT2作用下發(fā)生甲氧基化以形成十字花科植物體中常見的硫苷種類（Miao et al.,2017）。

【參考文獻】：
期刊論文
[1]十字花科蔬菜硫代葡萄糖苷合成相關轉(zhuǎn)錄因子調(diào)控研究進展[J]. 王軍偉,黃科,黃英娟,毛舒香,柏艾梅,劉明月,吳秋云.  園藝學報. 2019(09)



本文編號：3383214