全 文 ：收稿日期：!""#$"%$!& 接受日期：!""#$"&$"’
基金项目：国家自然科学基金项目（("&""()&）资助。
作者简介：翟志亭（%’#%—），男，山东潍坊人，硕士，主要从事蔬菜栽培生理研究。*+,："%"$&%&"(""(，-./01,：!""&.234105%!67 89/
! 通讯作者 *+,："%"$&%&"(""(，-./01,：,13:+15;+<8=> 9氨基酸对甘蓝硫代葡萄糖苷的影响
翟志亭%，!，郭世荣%，刘 伟!!
（% 南京农业大学园艺学院，江苏南京 !%""’&；! 北京市农林科学院蔬菜研究中心，北京 %"""’@ ）
摘要：以中甘 !%（AB!%）、"6$%%&两个甘蓝品种为试验材料，研究叶面喷施 6种氨基酸对甘蓝硫代葡萄糖苷组分及
其含量的影响。结果表明，不同种类氨基酸处理甘蓝硫代葡萄糖苷组分相同，均含有 ’种硫苷。氨基酸对甘蓝硫
苷含量有一定的影响，半胱氨酸和甲硫氨酸显著提高 "6$%%&硫苷的总含量、脂肪族硫苷的含量和 ).甲基硫氧丁基
硫苷含量，其中半胱氨酸处理含量最高，比对照分别提高 6(7"C、6’76C和 6’7%C；半胱氨酸处理提高了 (.吲哚基
甲基硫苷含量，达到 @!&76!/9, D E?，FG；半胱氨酸处理也显著提高了中甘 !%硫苷的总含量、脂肪族硫苷的含量、吲
哚族硫苷含量和 ).甲基硫氧丁基硫苷含量，比对照分别提高了 !@7!C、(’76C、%&7(C和 !67!C。半胱氨酸、苯丙氨
酸、甘氨酸和谷氨酸处理都提高了 (.吲哚基甲基硫苷的含量，其中半胱氨酸处理最高，达到 !’!7@!/9, D E?，FG，其
次是谷氨酸和甘氨酸处理。
关键词：氨基酸；甘蓝；硫代葡萄糖苷；萝卜硫素
中图分类号：H6(&；H6"% 文献标识码：I 文章编号：%""#$&"&J（!""’）"!$"))@$"6
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0,, N<+0N/+;NR > I/1;9 081TR M0T 0; +WW+8N 9; ?,389R1;9,0N+R 89;N+;NR 1; 80VV0?+ 83,N1=0< > F9< 83,N1=0< "6$%%&，NM+ N9N0,
?,389R1;9,0N+，0,1SM0N18 ?,389R1;9,0N+ 0;T ?,389<0SM0;1; 89;N+;NR :+<+ 1;8<+0R+T R1?;1W180;N,2 V2 82RN+1;+ 0;T /+NM19;1;+
N<+0N/+;N > Y9/S0<+T :1NM YZ，F9,10< 0SS,180N19; 9W 82RN+1;+ <01R+T N9N0, ?,389R1;9,0N+，0,1SM0N18 ?,389R1;9,0N+ 0;T ?,389.
<0SM0;1; 89;N+;N V2 6(7"C，6’76C 0;T 6’7%C，<+RS+8N1=+,2 > ?,389V<0RR181; 89;N+;N 1;8<+0R+T N9 @!&76!/9, D E?，
FG 1; NM+ W9,10< 0SS,180N19; N<+0N/+;NR 9W 82RN+1;+ > F9< 83,N1=0< AB!%，NM+ N9N0, ?,389R1;9,0N+，0,1SM0N18 ?,389R1;9,0N+，
1;T9,2, ?,389R1;9,0N+ 0;T ?,389<0SM0;1; 1;8<+0R+T V2 !@7!C，(’76C，%&7(C 0;T !67!C，<+RS+8N1=+,2 1; NM+ W9,10<
82RN+1;+ N<+0N/+;NR 89/S0<1;? :1NM 89;N<9, > B,389V<0RR181; 89;N+;N :0R NM+ M1?M+RN（!’!7@!/9, D E?，FG）1; NM+ W9,10<
82RN+1;+ N<+0N/+;NR，W9,,9:+T V2 ?,3N0/1;+ 0;T ?,281;+ N<+0N/+;N >
4#5 6(3-’：0/1;9 081TR；80VV0?+；?,389R1;9,0N+；R3,W9<0SM0;+
!" 世纪 ’" 年代，植物有机营养的研究取得了
长足进展，很多研究证明植物在田间条件下能直接
吸收利用氨基酸。莫良玉［%］以水稻、小麦、小白菜和
绿豆作试材和刘伟［!］以小白菜和番茄为对象的研究
发现，它们都能直接吸收利用多种氨基酸。随着研
究的深入，人们发现吸收氨基酸能力因植物种类而
异，吸收的氨基酸态氮可占植物总吸氮量的 %"C
!#!C［(］。
硫代葡萄糖苷（简称硫苷，BH）是一组含氮、硫
植物次生代谢物，具有广泛的生物活性，可以防御啮
植物营养与肥料学报 !""’，%&（!）：))@$)&!
""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""
[,0;N \3N<1N19; 0;T F+
含氮有机物，它是硫苷的合成前体。甲硫氨酸、苯丙
氨酸和色氨酸分别是脂肪族硫苷、芳香族硫苷和吲
哚族硫苷的前体，由氨基酸生成硫代肟基酸是硫苷
生物合成的第一步，氨基酸中的氮和碳骨架对形成
硫苷都有贡献。吲哚基硫苷的生物合成需要两个含
硫氨基酸：半胱氨酸和 "#磷酸腺苷#$#磷酰硫酸的参
与［$］。如何提高硫苷含量及改善硫苷组分引起许多
研究者关注。本试验以甘蓝为材料，研究了不同种
类氨基酸对甘蓝硫苷组分及含量的影响，探讨了不
同氨基酸的作用效果，为提高甘蓝生物活性物质含
量及以后的实验提供理论基础。
! 材料与方法
!"! 供试材料
供试甘蓝（!"#$$%&# ’()"#&)# %&）品种为 ’( )**$
和中甘 +*（,-+*），它们是根据前期试验从 !+ 个甘
蓝品种中筛选出的 ! )甲基硫氧丁基硫苷和吲哚类
硫苷含量比较高且性状比较稳定的两个品种。供试
氨基酸选用甲硫氨酸（./0123424/，./0；蛋氨酸）、苯
丙氨酸（51/467878424/，51/）、色氨酸（916:03:184/，
9;:）、甘氨酸（-76<24/，-76）、谷氨酸（-7=08>24/，-7=）
和半胱氨酸（?6@0/24/，?6@），纯度!AAB’C。
!"# 试验设计
试验于 +’’(年 *+月至 +’’D年 E月在北京市农
林科学院蔬菜研究中心玻璃温室中进行。每个甘蓝
品种设 D个处理：*）对照（?F）；不喷施氨基酸；+）喷
施甲硫氨酸；"）喷施苯丙氨酸；!）喷施色氨酸；$）喷
施甘氨酸；(）喷施谷氨酸；D）喷施半胱氨酸。每个处
理 "次重复，完全随机排列；’( )**$每个重复 "株
甘蓝，,-+*每个重复 $株甘蓝。
’()**$品种于 +’’(年 *+月 *!日播种，+’’D年
+月 $日定植于装有基质的栽培盒（"’ <> G +$ <> G
+’ <>）中，栽培基质为草炭 H蛭石 H珍珠岩，体积比
为 + I+ I*，每盒栽种 *株。营养液配方为：?8（JK"）+
·!L+K !D+B"’ >M N %，FJK" +’+B+’ >M N %，.MOK!·
DL+K +!(B!( >M N %，L"5K! ’B+" >% N %，P/#QR9S +’
>M N %，.4OK!·L+K *B$! >M N %，L"TK" +BE( >M N %，,4#
OK!·DL+K ’B++ >M N %，?=OK!·$L+K ’B’E >M N %，
J8+.3K!·+L+K ’B’+ >M N %。营养液按照甘蓝植株的
生长阶段和气候条件进行浇灌。,-+* 于 +’’D 年 *
月 *+日播种，" 月 +" 日定植于温室，土培（株行距
+* <> G +$ <>），供试土壤中全氮 "B’E M N UM，有机质
ADBA M N UM，碱解氮 $$E >M N UM，有效磷 (!B* >M N UM，有
效钾 "(+ >M N UM，:L值 DB*(。甘蓝的生长过程中不
施肥料，进行常规水分管理。
氨基酸采用叶面喷施，喷施浓度为 ! >>37 N %，每
株甘蓝喷施 *’’ >%。’()**$于 +’’D年 !月 *A日开
始进行氨基酸叶面喷施处理，每 +周喷 *次，于 E月
*’日采收甘蓝球；,-+*于 $月 +$日开始进行氨基
酸叶面喷施处理，每 + 周喷 * 次，于 D 月 *A 日采收
甘蓝球。每次喷施在下午 "时后至傍晚进行。用手
持式压力喷壶进行叶面喷施，喷时用塑料薄膜隔离，
以防药液漂移到相邻处理，叶片正反面都喷施。
!"$ 测试样品的制备与分析
甘蓝球收获后，叶球切成 * <>的长片，充分混
匀，每个品种取鲜样 +’’ M，冷冻于 ) "’V冰箱中。
样品经冷冻干燥后进行粉碎，贮存于样品瓶中，并置
于 ) "’V冰箱中待测。
*B"B* 硫苷的提取 准确称取 ’B+ M冷冻干燥样品
于 *$ >% 塑料管中，依次加入 ’B+$ >% 内标（M7=#
<30;3:8/3724）和 $ >% 煮沸的甲醇（*’’C），E’V恒温
水浴 +’ >24，离心（"’’’ ; N >24，*’>24），上清液倒入
另一塑料管中，冰浴保存，残留液再用 $ >% D’C的
甲醇重复上述过程 +次，然后合并上清液。取 + >%
上清液经 RQSQ离子交换柱，用 + >% ’B’+ >37 N %醋
酸钠溶液冲洗柱子，然后把柱子转移到另一试管，加
入 D$!%硫酸酯酶（@=7W8018@/），在室温下封口过夜。
第 +天，用 ’B$ >%双蒸水清洗柱子 " 次，洗出液经
’B!$!>滤膜过滤后进行 L5%?分析
［(］。
*B"B+ L5%?分析 采用 X80/; .E+’高效液相色谱
系统，$*’型梯度泵，D*D型自动进样器，+!ED型紫外
检测器，检测波长为 ++A 4>，J3Y8:8U ?*E色谱柱，进
样量 +’!%。流动相 S为 ’B’$C四甲基氯化铵；流
动相 T 为 ’B’$C四甲基氯化铵（双蒸水 N乙腈 Z
! N *，[ N [）。流动相流速为 * >% N >24。
采用苯甲基硫苷作为内标，根据保留时间和峰
面积对硫苷组分定量测定。利用内标和相应因子来
计算硫苷的含量，以!>37 N UM，PX为单位。
［’］数据采
用 OSOEB’软件进行分析。
# 结果与分析
#"! 不同种类氨基酸对甘蓝硫苷总含量的影响
叶面喷施不同种类的氨基酸对 ’( )**$和 ,-+*
两个甘蓝品种都有显著影响。?6@ 处理后，两个品
种硫苷总含量都有显著提高。
图 *看出，’()**$中 ?6@、./0和 9;: 处理都促进
了硫苷总含量的提高，与 ?F相比分别提高了 ("B’C、
E!! 植 物 营 养 与 肥 料 学 报 *$卷
图 ! 不同种类氨基酸对甘蓝品种硫苷总含量的影响
"#$%! &’’()* +’ ,#’’(-(.* /0#.+ /)#,1 +. *2( 34 *+*/5 /0+6.*
+’ )/77/$( )65*#8/-1
［注（!"#$）：同一个品种上不同字母表示处理间差异达 %&显著水
平，下同 ’())$*$+# ,$##$*- ") #.$ -/0$ 12,#(3/* 0$/+ -(4+()(1/+# /# %& ,$3$, /5
0"+4 #*$/#0$+#-6 7.$ -/0$ 8$,"96］
:;<:&和 =><;&。其中 ?@-处理硫苷总含量最高，
达到 =%AB<;!0", C D4，EF，且显著高于 ?G、H,@、I.$、
H,2处理。JH=K ?@-和 I.$处理促进了硫苷总含量
的提高，与 ?G相比分别提高了 =A<=&和 L
性差异。
9:9 不同种类氨基酸对甘蓝硫苷组分及含量的影
响
表 K看出，不同种类氨基酸处理，=种甘蓝品种
中都含有相同的 ;种硫苷。其中 :5甲基硫氧丙基硫
苷（MNO）、=5羟基5:5丁烯基硫苷（IPQ）、=5丙烯基硫苷
（RM!）、L5甲基硫氧丁基硫苷（PSS）和 :5丁烯基硫苷
（!SI）为脂肪族 HR；L5羟基5:5吲哚基甲基硫苷
（LQT）、:5吲哚基甲基硫苷（HN?）、L5甲氧基5:5吲哚
基甲基硫苷（LUO）和 K5甲氧基5:5吲哚基甲基硫苷
（!OQ）为吲哚族 HR，而 HN?、PSS和 MNO为甘蓝中
的优势 HR。
表 ! 不同氨基酸对甘蓝品种 34组分及含量的影响
;/75( ! &’’()* +’ ,#’’(-(.* /0#.+ /)#,1 +. *2( 34 )+0<+1#*#+.1 /., )+.*(.*1 +’ )/77/$( )65*#8/-1
品种 处理 硫苷 HR（!0", C D4，EF）
?2,#(3/* 7*$/#0$+# MNO IPQ RM! PSS !SI LQT HN? LUO !OQ
V>WKK% H,@ K:BA
U$# :%=<=> /8 B%JH=K H,@ =V=<>K 8 KL=
*/Y./+(+；!SI—:5丁烯基 HR，H,21"+/Y(+；LQT—L5羟基5:5吲哚基甲基 HR，L5T@X*"Z@4,21"8*/--(1(+；HN?— :5吲哚基甲基 HR，H,21"8*/--(1(+；LUO—
L5甲氧基5:5吲哚基甲基 HR，L5U$#."Z@ 4,21"8*/--(1(+；!OQ—K5甲氧基5:5吲哚基甲基 HR，!$"4,21"8*/--(1(+6 同列中同一品种数据后不同字母表示
差异达 V
各不相同。对于品种 V>WKK%，?@-、U$#和 7*Y处理与
?G相比提高了 MNO、IPQ、RM!、PSS、!SI和 LQT的
含量；而 H,@、I.$和 H,2处理的硫苷各组分含量都
有所降低。在 ?@-、U$#、7*Y及 ?G L个处理中，硫苷
组分中的 HN?、PSS 含量较高，其中 U$# 处理 HN?
含量最高，达到 AL%<%!0", C D4，EF，但它与 ?@-、7*Y
及 ?G无显著性差异；而 PSS含量在 L个处理中也
是以 U$#处理最高，约 AK><:!0", C D4，EF，U$#处理
与 ?@-处理差异不显著，但 ?@-、U$#、7*Y 处理与 ?G
差异显著。另外，?@-处理与 ?G相比也显著提高了
MNO、IPQ、RM!、PSS 和 LQT 的含量。对于 JH=K 来
说，?@-处理 HN?含量较高，但 ?@-、H,@、I.$以及 H,2
处理与 ?G无显著差异，U$#、7*Y处理与 ?G相比都
;LL=期 翟志亭，等：氨基酸对甘蓝硫代葡萄糖苷的影响
显著降低。!""含量则以 #$%处理最高，达到 &’()*
!+,- . /0，12，与其他处理都有显著性差异，而 345、
6-$、784处理与 #9差异不显著，:;<、6-=处理与 #9
相比显著降低。
!"# 不同种类氨基酸对甘蓝脂肪族硫苷及吲哚族
硫苷含量的影响
两个品种脂肪族硫苷含量都是 #$%处理最高，
与 #9相比分别提高了 >’)>?和 @’)>?。对于 (>A
BBC品种，345处理与 #$% 处理差异不显著，:;<、6-=
处理与 #9差异不显著，而 6-$、784处理则显著低于
#9；对于 D6&B品种，6-$、784、345、6-=处理与 #9无
显著性差异，而 :;<处理显著低于 #9（图 &）。
图 @看出，对于品种 (>EBBC而言，345处理吲哚
族 6F 含量最高，约为 GGH)H!+,- . /0，12，但它与
#$%、#9、:;<处理间没有显著性差异，而 6-$、784、6-=
处理吲哚族 6F含量比较低，显著低于 #9。在品种
图 ! 不同氨基酸对两个甘蓝品种脂肪族硫苷总含量的影响
$%&’! ())*+, -) .%))*/*0, 12%0- 1+%.3 -0 ,4* 15%641,%+ 78
+-0,*0, -) +1991&* +:5,%;1/3
图 # 不同氨基酸对两个甘蓝品种吲哚族硫苷总含量的影响
$%&’# ())*+, -) .%))*/*0, 12%0- 1+%.3 -0 ,4* %0.-5<5 78
+-0,*0, -) +1991&* +:5,%;1/3
中甘 &B中，#$%处理吲哚族 6F含量最高，显著高于
其他处理，与 #9 相比提高了 BC)@?，6-$、784、6-=
处理与 #9无显著性差异，而 345与 :;<处理显著低
于 #9。
!"= 不同种类氨基酸对甘蓝 >??含量的影响
萝卜硫素（F=-I,;J<8JK4）是迄今为止蔬菜中发现
的最强的抗癌成分，它由 !"" 经黑芥子硫酸苷酶
（3$;,%LKJ%4）酶解产生。图 *表明，不同种类的氨基
酸处理对两个品种 *A甲基硫氧丁基硫苷含量都有影
响，#$%促进了 !""含量的提高，与 #9相比分别提
高了 >’)B?和 &>)&?。品种 (> EBBC 中，#$%和 345
处理与 #9有显著性差异，345处理 !""含量较高，
为 HB>)@ !+,- . /0，12，其次为 #$% 处理（>’G)’
!+,- . /0，12），其他的处理与 #9无显著性差异。品
种 D6&B中 #$%处理与 #9有显著性差异。
图 = 不同种类氨基酸对两个甘蓝品种 >??含量的影响
$%&’= ())*+, -) .%))*/*0, 12%0- 1+%.3 -0 ,4* >?? +-0,*0,
-) +1991&* +:5,%;1/3
# 讨论
随着近年来关于硫苷有益于人体和动物健康的
研究报道增多，关于如何调控硫苷合成的研究也逐
渐增多［*］。硫苷主要存在于芸薹属蔬菜中，包括甘
蓝、花椰菜、芥蓝、萝卜、芽甘蓝以及芜菁等［H］，含量
一般是 C((!&(((!0 . 0。研究表明，芸薹属蔬菜中
主要含有 H种主要的硫苷：甲亚硫氧烷基硫苷（@A甲
基亚硫酰丙基硫苷、*A甲基硫氧丁基硫苷、CA甲基亚
硫酰戊基硫苷）、烯基硫苷（烯丙基硫苷、烯丁基硫
苷、&A羟基A@A丁烯基）和芳香类硫苷（&A苯基乙基硫
苷）［G］。本试验除了检测到 @A甲基硫氧丙基硫苷、*A
甲基硫氧丁基硫苷以及烯基硫苷（&A丙烯基硫苷、@A
丁烯基硫苷、&A羟基A@A丁烯基）外，还检测到了 *A羟
基A@A吲哚基甲基硫苷、@A吲哚基甲基硫苷、*A甲氧基
(C* 植 物 营 养 与 肥 料 学 报 BC卷
!"!吲哚基甲基硫苷、#!甲氧基!"!吲哚基甲基硫苷 $
种吲哚族硫苷，但是未检测到 %!苯基乙基硫苷，这同
何洪巨等［&］的研究结果一致。
硫苷作为甘蓝中具有研究意义的活性物质，其
组分、含量一直是人们关注的热点。它是由各种不
同的氨基酸代谢而来的，如脂肪族 ’(来自丙氨酸、
蛋氨酸、缬氨酸、亮氨酸和异亮氨酸；吲哚族 ’(由
色氨酸代谢而来。)!羟基氨基酸（)!*+,-./+ 0123.
042,5）、乙醛肟（67,./2185）、硫代肟基酸（9*2.*+,-./!
2124042,5）和脱硫硫代葡萄糖苷（:85;7<.=7;4.523.70>85）
都是形成 ’( 的前体物［$］。本试验结果表明，不同
种类的氨基酸处理对甘蓝硫苷组分没有影响，但显
著影响其含量。?8>和 9-@处理均提高了品种 AB C
##D硫苷总含量以及脂肪族硫苷含量；而 E’%#仅有
F+5处理提高了 ’(总含量、脂肪族 ’(含量以及吲
哚族 ’(含量，且与对照相比差异显著。
本试验中氨基酸处理对两个品种中硫苷成分的
含量影响不同。这可能与两个品种的遗传因子有
关，另外土壤条件和栽培管理措施等环境因子也有
一定影响。硫是合成硫苷的重要前体，硫供应水平
也是影响硫苷合成重要因子［#AC#%］。一些文献报道，
较多的硫供应会增加植物总硫苷含量［#"C#B］。本试
验所选的 B种氨基酸中半胱氨酸和甲硫氨酸是两种
含硫氨基酸，半胱氨酸显著提高甘蓝中总硫苷含量
和脂肪族硫苷含量，但对吲哚族硫苷含量影响不显
著；甲硫氨酸对总硫苷含量、脂肪族硫苷含量以及
吲哚族硫苷含量影响不显著，主要原因可能是半胱
氨酸是硫代葡萄糖苷合成的中间产物［#GC#H］。
萝卜硫素（(;7<.-0@*038）是迄今为止发现的最强
烈的 I*058JJ 酶诱导剂，它能使致癌基因失去作
用［#&］。吲哚族硫苷的降解产物吲哚!"!甲醇、吲哚!
"!酰腈等也是目前研究比较多的具有防癌和抗癌作
用的物质［%A］。本试验表明，半胱氨酸和甲硫氨酸可
显著提高甘蓝萝卜硫素的含量；半胱氨酸也可显著
提高甘蓝中吲哚族硫苷的含量。说明叶面喷施氨基
酸可以一定程度调控甘蓝生物活性物质的含量。
参 考 文 献：
［#］ 莫良玉 K 高等植物氨基酸态氮营养效应研究［:］K 杭州：浙江
大学博士学位论文，%AA#L
?. M NK O<<84> .< 0123. 042, 32>-.=83 3;>-2>2.3 .3 *2=*8- @703>［F］K
P03=Q*.;：I*: >*8525 .< E*8R203= S32T8-52>+，%AA#L
［%］ 刘伟 K 氨基酸态氮对蔬菜的营养效应及有机营养液对蔬菜产
量和品质的影响研究［:］K 南京：南京农业大学博士学位论
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M2; UK );>-2>2.3 .< 0123. 042, 32>-.=83 .3 T8=8>0V785 03, >*8 8<<84> .<
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R23=：I*: >*8525 .< )03R23= 6=-24;7>;-07 S32T8-52>+，%AA%L
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C%"H"L
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>-2>2.307 52=32<240348，V2.5+3>*8525 03, V2.0T0270V272>+ .< =7;4.523.70>85
23 *;103 <..,5［Y］K Y K (42 K [.., 6=-24K，%AAA，HA：&BGC&H$L
［D］ E*0. [ Y，OT035 O Y，_275V.--.^ I O，(+8-5 Y XK J3<7;8348 .< 32>-.=83
03, 5;7@*;- .3 >*8 =72;4.52.370>8 @-.<278 .< -0@8588,（%&#’’()# *#+,’
MK）［Y］K Y K (42 K [.., 6=-24K，#&&$，B$：%&DC"A$L
［B］ ]8-\8- Z，:8\\8- ? 03, Y.3=83 U ? [K I.5>!*0-T85> 234-8058 .< 23!
,.7+7 =7;4.523.70>85 23 -85@.358 >. 4*.@@23= 03, 5>.-0=8 .< _-055240 T8=!
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