富氢水对UVA下两种萝卜芽苗菜的氧化平衡及花青苷合成的影响
富氢水对UVA下两种萝卜芽苗菜的氧化平衡及花青苷合成的影响[20200614171746]
摘要：本文的目的在于探究氢气是否影响UV-A下两种不同的萝卜的氧化还原平衡及花青苷的生物合成。结果显示富氢水显著抑制UV-A诱导的活性氧积累，提高UV-A诱导的两种萝卜中SOD和APX的活性。此外，UV-A诱导的花青苷的积累和总酚含量仅在HA中被富氢水进一步诱导提高。在HA芽苗菜中发现5中花青素单体，但是在LA芽苗菜中只存在两种。这些结果表明富氢水提高了LA和HA两种萝卜芽苗菜对UV-A的抗性，但是他们对花青苷的累积有不同的影响。
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072*
关键字:富氢水；UV-A；花青苷；花青素；萝卜；芽苗菜
目录
摘要 1
关键词 4
Abstract 1
Key words 1
1 材料与方法 2
1.1植物材料和生长条件 2
1.2 富氢水的制备 2
1.3 下胚轴横截面的观察 2
1.4硫代巴比妥酸反应物质（TBARS）的测定 2
1.5 抗氧化酶活性的测定 3
1.6组织染色 3
1.7花青苷的提取与分析，总酚和DPPH自由基清除能力检测 3
1.8花青苷单体的测定 3
1.9 数据分析 3
2 结果与分析 3
2.1 UV-A显著抑制萝卜芽苗菜下胚轴的伸长，提高下胚轴中花青苷的积累 4
2.2富氢水缓和了萝卜芽苗菜中UV-A引起的氧化损伤，提高了抗氧化酶的活性 4
2.3富氢水提高HA下胚轴中的总酚含量和促进花青苷的积累 4
2.4 Cy是萝卜芽苗菜中主要的花青苷单体，富氢水提高HA下胚轴中Cy的含量 4
3 讨论 5
4 致谢 6
5 参考文献 7
6 附图 11
7 附表 16
富氢水对UV-A下两种萝卜芽苗菜的氧化平衡及花青苷合成的影响
生物技术 蒋伟
引言
早在几十年前，芽苗菜已经成为东方国家的一种重要食材，后来又逐渐传播到西方国家。目前，市场上的芽苗菜种类各异，其中十字花科是较常见的一种1。先前的研究表明，西兰花、萝卜等十字花科的芽苗菜富含许多对人体有益的成分，如抗坏血酸1-2、硫代葡萄糖苷和酚类化合物等3-4。花青苷是芽 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072*
苗菜中一种重要的黄酮类物质，它能产生特征性的红色、蓝色、紫色，是衡量水果和蔬菜品质的一项重要指标5。同时，花青苷因其具有抗氧化活性而被认为是一种对健康有益的化合物6。此外，花青苷也是一种典型的植物在环境胁迫下的产物7-8。
UV是在植物生长过程中的一种胁迫环境。这种胁迫对植物造成的影响主要有DNA损伤，引起抗氧化反应9及产生大量的活性氧（ROS）、超氧化物阴离子（O2-）、羟基自由基(OH)、过氧化氢(H2O2)和单线氧(1O2)10。此外，UV光还能改变植物的形态结构11，降低生物量的积累12。然而，研究发现低通量的UV辐射光（UV-A等）能在不引起DNA损伤的情况下促进类黄酮的产生13-15及相关防御基因的表达16。
许多研究表明，UV-A能诱导花青苷的生物合成。Hirner 和 Seitz17报道UV-A能引起悬浮培养的萝卜细胞中花青苷的积累。Wang等18也发现UV-A刺激紫色萝卜下胚轴中花青苷的产生。一方面，花青苷的积累能够形成光保护屏障来减少紫外线对植物的辐射19。另一方面，花青苷具有抗氧化活性，可以清除UV诱导的过多的活性氧6。
最近，氢气被认为是一种抗氧化剂。氢气因燃烧后产生的污染物质较少而受到越来越多的关注20。在细菌和藻类中氢气的代谢过程已被多次报道21-24。此外，氢气被发现具有抗氧化和消炎的作用，在药物应用方面有很大的潜能25-26。最近的研究结果显示，H2在拟南芥和苜蓿幼苗响应盐胁迫及百草枯引起的氧化胁迫中发挥重要作用27-28。
然而, H2是否在UV-A诱导花青苷的积累过程中扮演重要角色还是未知的,紫外线和H2信号之间相互作用的分子机制也还有待阐明。本文中，我们选用了两个品种的萝卜芽苗菜，发现富氢水(HRW)能够重建UV-A辐射下两个品种萝卜芽苗菜体内活性氧的平衡，但对两个品种中花青苷合成的影响存在差异。
1 材料与方法
1.1植物材料和生长条件
青头（花青苷含量低，LA）和杨花（花青苷含量高，HA）两种萝卜种子分别分成两组在蒸馏水和富氢水（HRW）中泡种12 h，然后在25℃黑暗培养箱中催芽1 d。挑选发芽相同的种子转移到塑料槽中进行水培，培养液为用富氢水或蒸馏水配置的1/4 Hoagland’s培养液。实验最终设置4组处理，每组3个重复。处理分别为黑暗 + 蒸馏水，黑暗 + 富氢水，白光 + 蒸馏水，白光 + 富氢水，UV-A + 蒸馏水，UV-A + 富氢水。培养液每12 h更换一次。萝卜芽苗菜在25℃黑暗培养箱中培养2 d，然后转移到白光或UV-A的光照培养箱（中国浙江宁波海曙赛福实验仪器厂）中25℃光照培养24 h。白光光强是50 ± 5 μmolm-2 s-1，UV-A光强用便携UV光测量仪（UV-340A，Lutron，台湾）测定，为5.5 Wm-2。
1.2 富氢水的制备
氢气发生器（中国山东赛克赛斯氢能源有限公司SHC-300）产生的纯化氢气以150 mlmin?1的速率通入4000 mL蒸馏水（pH 5.87, 25°C）一个小时，得到饱和的氢气溶液29。然后，相应的富氢水（pH 6.32, 25℃）立即被稀释至所需浓度[1、10和100%浓度(v / v)]。
1.3 下胚轴横截面的观察
萝卜芽苗菜的下胚轴用刀片切成薄片，在光学显微镜（model S *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072*
temi 2000-C; Carl Zeiss, Germany）下观察，然后用彩色相机（Powershot A620, Canon Photo Film, Japan）拍摄图片。
1.4硫代巴比妥酸反应物质（TBARS）的测定
脂质过氧化程度用TBARS含量表示30。称取500 mg的新鲜组织在含0.25% 2-硫代巴比妥酸（TBA）的10%三氯乙酸（TCA）中研磨。研磨物在95℃水浴加热30 min后,冰浴冷却，10000 g离心10 min。取上清液在532 nm处测量吸光值，用600 nm处的吸光值进行修正。用含有0.25% TBARS 的10% TCA调零。TBARS的单位为nmolg-1 鲜重。
1.5 抗氧化酶活性的测定
抗氧化酶活性的测定方法依据Jin等人的报道27。冰冻的萝卜植株（大约200 mg）研磨后浸于含有聚乙烯吡咯烷酮（PVP）的磷酸钾缓冲液（pH 7.0）中。12000 g，4℃离心20 min，取上清液作为粗酶提取物。超氧化物歧化酶（SOD）总活性以其减少氮蓝四唑（NBT）的能力来衡量，抑制50% NBT所需的SOD含量定义为一个单位U。抗坏血酸过氧化物酶（APX）活性通过测定AsA在290 nm处吸光值的减少量来衡量，反应过程至少持续1 min。过氧化氢酶（CAT）的活性通过测定过氧化氢（H2O2）在240 nm处吸光值的降低来衡量，反应过程至少持续3 min。
1.6组织染色
胁迫引起的O2-的产生通过NBT染色法进行检测31。幼苗叶片用K-phosphate buffer （pH 6.4）配制的1%的NBT进行染色，染色液中含有10 mM的叠氮化钠（NaN3）。直到蓝紫色出现时，染色结束，叶绿素用95%的乙醇脱除。过氧化氢（H2O2）的产生用3，3-二氨基联苯胺（DAB）染色进行检测27。叶片用0.1%的DAB染色6 h，叶绿素用95%的乙醇脱除。在清洗之后，所有脱色的叶片用体视显微镜（model Stemi 2000-C; Carl Zeiss, Jena, Germany）检测，然后用相机拍照（Powershot A620; Canon Photo Film, Tokyo, Japan）。
摘要：本文的目的在于探究氢气是否影响UV-A下两种不同的萝卜的氧化还原平衡及花青苷的生物合成。结果显示富氢水显著抑制UV-A诱导的活性氧积累，提高UV-A诱导的两种萝卜中SOD和APX的活性。此外，UV-A诱导的花青苷的积累和总酚含量仅在HA中被富氢水进一步诱导提高。在HA芽苗菜中发现5中花青素单体，但是在LA芽苗菜中只存在两种。这些结果表明富氢水提高了LA和HA两种萝卜芽苗菜对UV-A的抗性，但是他们对花青苷的累积有不同的影响。
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072*
关键字:富氢水；UV-A；花青苷；花青素；萝卜；芽苗菜
目录
摘要 1
关键词 4
Abstract 1
Key words 1
1 材料与方法 2
1.1植物材料和生长条件 2
1.2 富氢水的制备 2
1.3 下胚轴横截面的观察 2
1.4硫代巴比妥酸反应物质（TBARS）的测定 2
1.5 抗氧化酶活性的测定 3
1.6组织染色 3
1.7花青苷的提取与分析，总酚和DPPH自由基清除能力检测 3
1.8花青苷单体的测定 3
1.9 数据分析 3
2 结果与分析 3
2.1 UV-A显著抑制萝卜芽苗菜下胚轴的伸长，提高下胚轴中花青苷的积累 4
2.2富氢水缓和了萝卜芽苗菜中UV-A引起的氧化损伤，提高了抗氧化酶的活性 4
2.3富氢水提高HA下胚轴中的总酚含量和促进花青苷的积累 4
2.4 Cy是萝卜芽苗菜中主要的花青苷单体，富氢水提高HA下胚轴中Cy的含量 4
3 讨论 5
4 致谢 6
5 参考文献 7
6 附图 11
7 附表 16
富氢水对UV-A下两种萝卜芽苗菜的氧化平衡及花青苷合成的影响
生物技术 蒋伟
引言
早在几十年前，芽苗菜已经成为东方国家的一种重要食材，后来又逐渐传播到西方国家。目前，市场上的芽苗菜种类各异，其中十字花科是较常见的一种1。先前的研究表明，西兰花、萝卜等十字花科的芽苗菜富含许多对人体有益的成分，如抗坏血酸1-2、硫代葡萄糖苷和酚类化合物等3-4。花青苷是芽 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072*
苗菜中一种重要的黄酮类物质，它能产生特征性的红色、蓝色、紫色，是衡量水果和蔬菜品质的一项重要指标5。同时，花青苷因其具有抗氧化活性而被认为是一种对健康有益的化合物6。此外，花青苷也是一种典型的植物在环境胁迫下的产物7-8。
UV是在植物生长过程中的一种胁迫环境。这种胁迫对植物造成的影响主要有DNA损伤，引起抗氧化反应9及产生大量的活性氧（ROS）、超氧化物阴离子（O2-）、羟基自由基(OH)、过氧化氢(H2O2)和单线氧(1O2)10。此外，UV光还能改变植物的形态结构11，降低生物量的积累12。然而，研究发现低通量的UV辐射光（UV-A等）能在不引起DNA损伤的情况下促进类黄酮的产生13-15及相关防御基因的表达16。
许多研究表明，UV-A能诱导花青苷的生物合成。Hirner 和 Seitz17报道UV-A能引起悬浮培养的萝卜细胞中花青苷的积累。Wang等18也发现UV-A刺激紫色萝卜下胚轴中花青苷的产生。一方面，花青苷的积累能够形成光保护屏障来减少紫外线对植物的辐射19。另一方面，花青苷具有抗氧化活性，可以清除UV诱导的过多的活性氧6。
最近，氢气被认为是一种抗氧化剂。氢气因燃烧后产生的污染物质较少而受到越来越多的关注20。在细菌和藻类中氢气的代谢过程已被多次报道21-24。此外，氢气被发现具有抗氧化和消炎的作用，在药物应用方面有很大的潜能25-26。最近的研究结果显示，H2在拟南芥和苜蓿幼苗响应盐胁迫及百草枯引起的氧化胁迫中发挥重要作用27-28。
然而, H2是否在UV-A诱导花青苷的积累过程中扮演重要角色还是未知的,紫外线和H2信号之间相互作用的分子机制也还有待阐明。本文中，我们选用了两个品种的萝卜芽苗菜，发现富氢水(HRW)能够重建UV-A辐射下两个品种萝卜芽苗菜体内活性氧的平衡，但对两个品种中花青苷合成的影响存在差异。
1 材料与方法
1.1植物材料和生长条件
青头（花青苷含量低，LA）和杨花（花青苷含量高，HA）两种萝卜种子分别分成两组在蒸馏水和富氢水（HRW）中泡种12 h，然后在25℃黑暗培养箱中催芽1 d。挑选发芽相同的种子转移到塑料槽中进行水培，培养液为用富氢水或蒸馏水配置的1/4 Hoagland’s培养液。实验最终设置4组处理，每组3个重复。处理分别为黑暗 + 蒸馏水，黑暗 + 富氢水，白光 + 蒸馏水，白光 + 富氢水，UV-A + 蒸馏水，UV-A + 富氢水。培养液每12 h更换一次。萝卜芽苗菜在25℃黑暗培养箱中培养2 d，然后转移到白光或UV-A的光照培养箱（中国浙江宁波海曙赛福实验仪器厂）中25℃光照培养24 h。白光光强是50 ± 5 μmolm-2 s-1，UV-A光强用便携UV光测量仪（UV-340A，Lutron，台湾）测定，为5.5 Wm-2。
1.2 富氢水的制备
氢气发生器（中国山东赛克赛斯氢能源有限公司SHC-300）产生的纯化氢气以150 mlmin?1的速率通入4000 mL蒸馏水（pH 5.87, 25°C）一个小时，得到饱和的氢气溶液29。然后，相应的富氢水（pH 6.32, 25℃）立即被稀释至所需浓度[1、10和100%浓度(v / v)]。
1.3 下胚轴横截面的观察
萝卜芽苗菜的下胚轴用刀片切成薄片，在光学显微镜（model S *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072*
temi 2000-C; Carl Zeiss, Germany）下观察，然后用彩色相机（Powershot A620, Canon Photo Film, Japan）拍摄图片。
1.4硫代巴比妥酸反应物质（TBARS）的测定
脂质过氧化程度用TBARS含量表示30。称取500 mg的新鲜组织在含0.25% 2-硫代巴比妥酸（TBA）的10%三氯乙酸（TCA）中研磨。研磨物在95℃水浴加热30 min后,冰浴冷却，10000 g离心10 min。取上清液在532 nm处测量吸光值，用600 nm处的吸光值进行修正。用含有0.25% TBARS 的10% TCA调零。TBARS的单位为nmolg-1 鲜重。
1.5 抗氧化酶活性的测定
抗氧化酶活性的测定方法依据Jin等人的报道27。冰冻的萝卜植株（大约200 mg）研磨后浸于含有聚乙烯吡咯烷酮（PVP）的磷酸钾缓冲液（pH 7.0）中。12000 g，4℃离心20 min，取上清液作为粗酶提取物。超氧化物歧化酶（SOD）总活性以其减少氮蓝四唑（NBT）的能力来衡量，抑制50% NBT所需的SOD含量定义为一个单位U。抗坏血酸过氧化物酶（APX）活性通过测定AsA在290 nm处吸光值的减少量来衡量，反应过程至少持续1 min。过氧化氢酶（CAT）的活性通过测定过氧化氢（H2O2）在240 nm处吸光值的降低来衡量，反应过程至少持续3 min。
1.6组织染色
胁迫引起的O2-的产生通过NBT染色法进行检测31。幼苗叶片用K-phosphate buffer （pH 6.4）配制的1%的NBT进行染色，染色液中含有10 mM的叠氮化钠（NaN3）。直到蓝紫色出现时，染色结束，叶绿素用95%的乙醇脱除。过氧化氢（H2O2）的产生用3，3-二氨基联苯胺（DAB）染色进行检测27。叶片用0.1%的DAB染色6 h，叶绿素用95%的乙醇脱除。在清洗之后，所有脱色的叶片用体视显微镜（model Stemi 2000-C; Carl Zeiss, Jena, Germany）检测，然后用相机拍照（Powershot A620; Canon Photo Film, Tokyo, Japan）。
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