褪黑素聯合硫酸鋅處理對西藍花芽苗中異硫氰酸酯含量的影響

劉寅 程超 尹永祺

摘 要：研究了褪黑素聯合硫酸鋅處理下西藍花芽苗中異硫氰酸酯含量的變化，結果顯示：芽苗經褪黑素聯合硫酸鋅處理后，其硫苷、異硫氰酸酯含量、黑芥子酶活性及總抗氧化能力均明顯增加。10 μmol·L-1褪黑素聯合4 mmol·L-1硫酸鋅處理4 d芽苗是最佳措施。

關鍵詞：西藍花;異硫氰酸酯;褪黑素;硫酸鋅

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

西藍花（Brassica oleracea L.var.italic Planch）屬于一年兩生蕓薹屬植物，已證實其是富集異硫氰酸酯（ITCs）的良好試材[1]。ITCs是植物中天然的抗癌活性物質，對各種癌癥都有較好的預防和抑制作用，受到國內外的廣泛關注。研究發現非生物脅迫會增加西藍花芽苗中硫苷的含量，從而增加ITCs的含量，其中以ZnSO4脅迫效果最佳[2]。然而，雖然西藍花芽苗噴施ZnSO4后ITCs含量增加，但硫鹽脅迫環境會影響西藍花芽苗的生長。Zhao Y等[3]發現外源褪黑素作為植物生長的促進劑，褪黑素能夠緩解其非生物脅迫[4]，使西藍花正常生長。本研究通過褪黑素緩解ZnSO4對西藍花芽苗的脅迫作用，分析其發芽期間芽苗ITCs含量變化。

1 材料與方法

1.1 材料與試材

西藍花籽粒，購于2019年，產自日本坂田公司。烯丙基硫苷，購自美國Sigma公司;1，2-苯二硫醇，購自東京化成工業株式會社;其余試劑均為國產分析純;總抗氧化能力試劑盒A015-1，購自南京建成生物工程研究所。

1.2 儀器與設備

UV-7504C型紫外可見分光光度計，購自上海欣茂儀器有限公司;DICO型臺式離心機，購自Thermo Fisher有限公司。

1.3 試驗方法

1.3.1 西藍花發芽處理

西藍花籽粒經去離子水沖洗后置于1%次氯酸鈉水溶液中浸泡消毒15 min，其后于30 ℃浸泡4 h;再置于鋪有蛭石的透明盒中，于30 ℃培養箱內發芽，每天光照16 h、黑暗8 h，分別進行以下處理：對照（去離子水）;4 mmol·L-1ZnSO4;10 μmol·L-1褪黑素;4 mmol·L-1 ZnSO4+10 μmol·L-1褪黑素。在發芽4 d、6 d時取樣，速凍后于-20 ℃保藏待測。

1.3.2 ITCs、硫苷含量測定

ITCs含量參照Jiao D等[5]的方法測定;硫苷含量參照Wei J等[6]的方法測定。

1.3.3 黑芥子酶活力

參照Burow M等[7]的方法進行測定。

1.3.4 總抗氧化能力

利用總抗氧化能力（T-AOC）試劑盒測定。

2 結果與分析

2.1 西藍花芽苗形態特征

由圖1知，與對照相比，單獨使用ZnSO4處理抑制了西藍花芽苗的生長，而單獨使用褪黑素促進了西藍花芽苗的生長，在ZnSO4處理中添加褪黑素處理可有效緩解該生長抑制作用，所以西藍花芽苗經褪黑素聯合ZnSO4處理后，其芽苗長勢較好。

2.2 褪黑素聯合ZnSO4處理對西藍花ITCs代謝指標的影響

2.2.1 ITCs含量

由圖2知，隨著發芽天數的增多，ITCs含量不斷下降，褪黑素與ZnSO4單獨處理及兩者共同處理西藍花芽苗均顯著提高了ITCs含量（P<0.05）。第4 d時，褪黑素與ZnSO4共同處理的西藍花中ITCs含量229.82 mg/100 gFW。

2.2.2 硫苷含量

由圖3知，與對照組相比，4 d下的各處理硫苷含量均顯著提高（P<0.05）。7 d下的ZnSO4處理顯著高于對照，第4 d時，ZnSO4與褪黑素聯合處理的西藍花芽苗中硫苷含量最高，為181.14 mg/g DW。

2.3 黑芥子酶活力

由圖4知，與對照組相比，其他各處理組西藍花芽苗中黑芥子酶活力均有所提高，其中ZnSO4處理的西藍花芽苗中黑芥子酶活力最高。4 d時，ZnSO4處理的西藍花芽苗中黑芥子酶活力為11 142.65 U·mg-1，褪黑素聯合ZnSO4處理的西藍花芽苗中黑芥子酶活力為10 414.69 U·mg-1。

2.4 總抗氧化能力

由圖5知。隨著發芽天數的增多總抗氧化能力顯著下降（P<0.05）;第4 d時，褪黑素與ZnSO4單獨處理及兩者共同處理西藍花芽苗均顯著提高了其總抗氧化能力。

3 結論

硫酸鋅處理抑制了西藍花芽苗的生長，而外源添加褪黑素可有效緩解該生長抑制作用，同時，西藍花芽苗的硫苷和異硫氰酸酯含量、黑芥子酶活性及總抗氧化能力均明顯增加。經研究發現，10 μmol·L-1褪黑素聯合4 mmol·L-1硫酸鋅處理4 d芽苗下其ITCs含量高達229.82 mg/100g FW。

參考文獻：

[1]申樹芳，張英鋒，馬子川.西藍花中硫代葡萄糖苷的抗癌藥理[J].中國農業科學，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.