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九州大学的研究人员确定了两种关键酶

日本九州大学的最新研究使人们更好地了解了如何分解被认为能给甘蓝科植物带来独特健康益处的化学物质,从而在缺乏足够硫的条件下促进生长,并有助于西兰花和甘蓝的未来发展。更健康。

九州大学生物科学与生物技术系的研究人员报告说,破坏芥菜属植物中两种酶(一种甘蓝的亲缘植物)的酶的产生,可以减少称为芥子油苷的化学物质向较简单化合物的转化,并在植物没有这种作用的情况下进一步减缓了生长。从其环境中吸收足够量的硫。

芥子油苷是由十字花科植物(包括白菜,西兰花,菜花和芥末)生产的,是一种含硫化合物,赋予蔬菜独特的风味和气味,一些研究表明芥子油苷也可能有益于预防癌症和心血管疾病疾病。

然而,已知植物在缺乏硫的环境中会分解芥子油苷,硫是植物生长的必需营养素。尽管这种机制似乎是在这种不利条件下维持增长的一种策略,但有关该过程如何发生并有助于适应硫缺乏的现有知识仍然有限。

由丸山明子(Akiko Maruyama-Nakashita)领导的一组研究人员现已在《植物与细胞生理学》上发表了文章,通过对转基因模型植物的研究,对该机制有了更深入的了解。

Maruyama-Nakashita说:“虽然我们先前的证据表明,当硫缺乏时,两种特定的酶可能是增加它们存在的关键,但我们的新结果表明,通过基因修饰去除这些酶会极大地破坏这种分解。”

Maruyama-Nakashita和她的小组研究了拟南芥植物-十字花科家族的成员,也是第一个基因组完全序列化的植物-通过从细菌中插入DNA进行修饰以防止产生两种酶之一。通过对从拟南芥生物资源中心获得的这些植物进行杂交施肥,研究人员创造了缺乏两种酶的植物,分别称为BGLU28和BGLU30。

尽管在硫充足的条件下所有植物的芥子油苷水平相似,但与未修饰的植物相比,缺失两种酶的植物和在硫不足的条件下生长时仅缺失一种酶的植物中硫芥酸的含量均显着更高。

此外,在缺少硫的情况下,相对于其他植物而言,缺少两种酶的植物的生长显着受阻,证明了芥子油苷的分解对于在缺硫环境中维持植物的生长起了很大作用。因此,芥子油苷在植物中的作用之一可以是硫的储存,当需要时可以释放硫。

该论文的第一作者刘章评论说:“从这里获得的知识加深了我们对植物适应硫缺乏环境的策略的理解,从而为促进现代农业中有效利用硫提供了启示。”

她补充说:“我们希望,调节硫代芥子油苷分解的关键酶的特征将为提高甘蓝型油菜中这些功能性化合物含量的设计策略提供启发。”

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