全 文 ：园 艺 学 报 ， （ ）： – 2011 38 7 1356 1364 http: // www. ahs. ac. cn
Acta Horticulturae Sinica E-mail: yuanyixuebao@126.com
收稿日期：2011–02–21；修回日期：2011–05–11
基金项目：浙江省重大科技攻关项目（2009C2006-1-1，2009C2006-1-2）
茎瘤芥的芥子油苷组分及含量的品种间差异
李 燕1，王晓艳2，王毓洪3，孟秋峰3，孙 继2，汪炳良1,*
（1浙江大学蔬菜研究所，杭州 310029；2温州市农业科学研究院蔬菜研究所，浙江温州 325006；3宁波市农业科学研
究院蔬菜研究所，浙江宁波 315040）
摘 要：为了探讨茎瘤芥（Brassica juncea var. tumida Tsen et Lee）芥子油苷组分和含量在品种和器
官间的差异，以 4 个品种为材料，在现蕾期分根、瘤状茎、功能叶和花蕾取样，用高效液相色谱法（HPLC）
测定了芥子油苷组分及其含量。在不同品种和器官中均检测到 9 种芥子油苷，其中脂肪族芥子油苷 4 种
（2–丙烯基芥子油苷、3–丁烯基芥子油苷、1–甲基丙基芥子油苷和 1–甲基丁基芥子油苷），吲哚族芥
子油苷 4 种（4–羟基吲哚–3–甲基芥子油苷、吲哚–3–甲基芥子油苷、4–甲氧吲哚–3–甲基芥子油
苷和 1–甲氧吲哚–3–甲基芥子油苷），芳香族芥子油苷 1 种（2–苯基乙基芥子油苷）。4 个品种根、瘤
状茎、功能叶、花蕾中总芥子油苷含量依次为 13.632 ~ 20.155、25.916 ~ 36.487、63.715 ~ 96.259 和 89.764 ~
129.763 μmol · g-1 DW；根中芥子油苷以 2–苯基乙基芥子油苷和 2–丙烯基芥子油苷含量为主，分别占根
中芥子油苷总量的 34.99% ~ 61.87%和 13.54% ~ 47.53%；瘤状茎、功能叶和花蕾中均以 2–丙烯基芥子油
苷为主，分别占瘤状茎、功能叶和花蕾总芥子油苷含量的 81.38% ~ 93.04%、85.45% ~ 95.99%和 88.60% ~
95.18%。茎瘤芥根、瘤状茎、功能叶和花蕾中多数芥子油苷组分的含量在品种间存在显著或极显著差异。
关键词：茎瘤芥；品种；器官；芥子油苷；组分；含量
中图分类号：S 637 文献标识码：A 文章编号：0513-353X（2011）07-1356-09

Studies on Composition and Contents of Glucosinolates in Different Tuber
Mustard Varieties
LI Yan1，WANG Xiao-yan2，WANG Yu-hong3，MENG Qiu-feng3，SUN Ji2，and WANG Bing-liang1,*
（1Institute of Vegetable Science，Zhejiang University，Hangzhou 310029，China；2Institute of Vegetables，Wenzhou Academy
of Agricultural Sciences，Wenzhou，Zhejiang 325006，China；3Institute of Vegetables，Ningbo Academy of Agricultural
Sciences，Ningbo，Zhejiang 315040，China）
Abstract：In order to analyze glucosinolate（GS）composition and content in various organs and
varieties of tuber mustard（Brassica juncea var. tumida Tsen et Lee），tissues of roots，swollen stems，leaves
and floral buds of four varieties were sampled at floral bud emergence stage. A total of nine glucosinolates
were detected in different varieties and various organs，including four aliphatic glucosinolates（2-Propenyl
GS，3-Butenyl GS，1-Methylpropyl GS and 1-Methybutyl GS），four indole glucosinolates（4-Hydroxyindol-
3-ylmethyl GS，Indol-3-ylmethyl GS，4-Methoxyindol-3-ylmethyl GS and 1-Methoxyindol-3-ylmethyl GS），
and one aromatic glucosinolate（2-phenylethyl GS）.Total glucosinolate contents in roots，swollen stems，
leaves and floral buds ranged from 13.632 to 20.155 μmol · g-1 DW，25.916 to 36.487 μmol · g-1 DW，

* 通信作者 Author for correspondence（E-mail：blwang@zju.edu.cn）
7 期 李 燕等：茎瘤芥的芥子油苷组分及含量的品种间差异 1357
63.715 to 96.259 μmol · g-1 DW and 89.764 to 129.763 μmol · g-1 DW，respectively. Floral buds contained
the highest concentration，followed by leaves，swollen stem and roots. 2-phenylethyl GS and 2-Propenyl
GS were the major glucosinolates in roots，accounting for 34.99%–61.87% and 13.54%–47.53% of the
total root GSs，respectively. The major glucosinolate in swollen stems，leaves and floral buds was
2-propenyl GS，accounting for 81.38%–93.04%，85.45%–95.99% and 88.60%–95.18% of the total
glucosinolates，respectively. Significant differences of total and individual glucosinolate levels were
observed among different organs and varieties.
Key words：tuber mustard （Brassica juncea var. tumida Tsen et Lee）；variety；organ；glucosinolate；
composition；content

芥子油苷，又称硫代葡萄糖苷，是一种富含硫的具有阴离子活性的植物次生代谢物质，它广泛
存在于白菜、花椰菜等十字花科植物中，目前已经鉴定的芥子油苷有 120 余种（Fahey et al.，2001）。
芥子油苷拥有一个稳定的核心结构和可变的 R 侧链，并根据 R 侧链的不同将芥子油苷分为脂肪族、
芳香族和吲哚族等 3 类（汪俏梅和曹家树，2001）。芥子油苷在其降解酶葡萄糖硫苷酶的作用下发生
水解反应，产生异硫代氰酸盐、硫代氰酸盐和乙腈等降解产物。芥子油苷及其降解产物具有广泛的
生物学效应，如参与植物防卫反应（Poulton & Moller，1993；陈亚洲和阎秀峰，2007），影响蔬菜
产品风味（Erwan et al.，2002）以及具有抗癌活性（Holst & Williamson，2004）等。植物芥子油苷
已成为近年来国内外学者的研究热点之一。
目前，国内外关于甘蓝、白菜、油菜、芜菁、花椰菜等十字花科植物芥子油苷种类和含量的报
道很多，认为芥子油苷种类和含量存在显著的物种和品种间差异（Rosa，1997；Kushad et al.，1999；
Fahey et al.，2001；何洪巨 等，2002；Padilla et al.，2007；Kabouw et al.，2010），而且植物器官、
生长发育时期以及栽培季节等均能影响芥子油苷含量（Petersen et al.，2002；Brown et al.，2003；
Cartea et al.，2008）；此外，一些生物与非生物环境因素也会影响到植物芥子油苷含量（Bartlet et al.，
1999；陈亚洲 等，2008）。
茎瘤芥（Brassica juncea var. tumida Tsen et Lee）是芥菜的一个茎用变种，俗称榨菜，以膨大的
肉质茎供食用，其腌制加工成品称为榨菜。迄今为止，关于茎瘤芥芥子油苷组分含量报道较少（何
洪巨 等，2002）。本研究中以 4 个属于不同生态型的茎瘤芥品种为材料，研究其现蕾期根、瘤状茎、
功能叶、花蕾等不同器官芥子油苷组分及其含量的品种间差异，为高芥子油苷品种选育提供参考依
据。
1 材料与方法
试验所用的材料为４个不同的茎瘤芥品种（杂交一代），分别为 08A-124（‘瑞安香螺种’ב四
川大肉’，父母本分别为重庆冬榨菜生态型和浙江冬榨菜生态型）、08A-121（‘余缩 1 号’ב瑞安
香螺种’，父母本分别为浙江春榨菜生态型和浙江冬榨菜生态型）、08A-132（‘四川大肉’ב第五
榨菜’，父母本分别为重庆冬榨菜生态型和浙江春榨菜生态型）、08A-139[‘T84-66A’ ב甬榨 2
号’，父母本均为浙江春榨菜生态型，其中母本具有大白菜背景（陈竹君 等，1995）]。所有品种均
于 2008 年 10 月 10 日播种于浙江大学蔬菜研究所试验基地，2008 年 11 月 10 日定植，随机区组设
计，每小区定植 30 株，田间管理同一般大田生产。根据各品种生育期的不同，于 2009 年 2 月 28
日—2009 年 3 月 26 日，在植株现蕾期（榨菜栽培中的采收期）取样（以植株薹长 5 cm 为标准）。
每小区取生长整齐的 3 个植株，按根、茎、叶、花蕾取样。根部（主根）和花蕾取样量为鲜样质量

1358 园 艺 学 报 38 卷
10 ~ 15 g，茎（瘤状凸起第 2 层的凸起部分）和叶（功能叶，即瘤状凸起第 2 层的最大叶中部横切，
带中肋）取样量为鲜样质量 20 ~ 30 g。取样后样品立即用液氮处理，并置于–70 ℃冰箱保存，然
后将样品在低温真空干燥机中冻干，磨成干粉，按照张海峰（2006）的方法提取和纯化芥子油苷。
利用 Waters 高效液相色谱进行芥子油苷分析检测（张海峰，2006）。在样品纯化后加入 ONPG
（2-Nitrophenyl β-D-galactopyranoside，SIGMA 公司）作为外标，根据 226 nm 积峰面积和标样的响
应系数计算芥子油苷的含量（Brown et al.，2003）。色谱柱为依利特 C18（4.6 mm × 250 mm，Hypersil
ODS 25 μm），流动相为超纯水和乙腈（色谱纯），梯度洗脱。芥子油苷的定性分析采用 Agilent 1100
LC-MS 完成，通过 MS 负离子扫描，根据碎片离子的分子量进而确定原化合物的分子量（陈新娟，
2006）。
数据处理采用 Excel 和 SPSS 16.0 进行方差分析和统计分析。
2 结果与分析
2.1 茎瘤芥芥子油苷组分
试验结果表明，4 个茎瘤芥杂交一代在现蕾期取样，其根、瘤状茎、叶和花蕾等 4 个器官均检
测到 9 种芥子油苷。结合 LC-MS 质谱分析，并根据脱硫芥子油苷的分子量判断硫苷的分子结构，
进而确定芥子油苷的种类。在茎瘤芥的各个器官中检测到的芥子油苷中，脂肪族芥子油苷 4 种（2–
丙烯基芥子油苷、3–丁烯基芥子油苷、1–甲基丙基芥子油苷和 1–甲基丁基芥子油苷），吲哚族芥
子油苷 4 种（4–羟基吲哚–3–甲基芥子油苷、吲哚–3–甲基芥子油苷、4–甲氧吲哚–3–甲基芥
子油苷和 1–甲氧吲哚–3–甲基芥子油苷），芳香族芥子油苷仅 2–苯基乙基芥子油苷 1 种（图 1）。

图 1 茎瘤芥脱硫芥子油苷 HPLC 色谱图
1：2–丙烯基芥子油苷（2PGS）；2：3–丁烯基芥子油苷（3BGS）；3：4–羟基吲哚–3–甲基芥子油苷（4HI3MGS）；4：1–甲基丙基
芥子油苷（1MPGS）；5：1–甲基丁基芥子油苷（1MBGS）；6：吲哚–3–甲基芥子油苷（I3MGS）；7：2–苯基乙基芥子油苷（2PEGS）；
8：4–甲氧吲哚–3–甲基芥子油苷（4MI3MGS）；9：1–甲氧吲哚–3–甲基芥子油苷（1MI3MGS）。
Fig. 1 HPLC chromatogram of desulfoglucosinolates in tuber mustard
1：2-Propenyl GS（2PGS）；2：3-Butenyl GS（3BGS）；3：4-Hydroxyindol-3-ylmethyl GS（4HI3MGS）；4：1-Methylpropyl GS（1MPGS）；
5：1-Methybutyl GS（1MBGS）；6：Indol-3-ylmethyl GS（I3MGS）；7：2-Phenylethyl GS（2PEGS）；
8：4-Methoxyindol-3-ylmethyl GS（4MI3MGS）；9：1-Methoxyindol-3-ylmethyl GS（1MI3MGS）.
7 期 李 燕等：茎瘤芥的芥子油苷组分及含量的品种间差异 1359
2.2 茎瘤芥芥子油苷组分及含量的器官间差异
检测结果表明，茎瘤芥芥子油苷各组分及其含量在不同器官间存在显著差异，4 个品种平均根、
瘤状茎、功能叶和花蕾中芥子油苷总量分别为 15.633、32.303、75.216 和 106.868 μmol · g-1 DW，瘤
状茎、功能叶和花蕾中芥子油苷总量分别是根部的 1.1 倍、3.8 倍和 5.8 倍。
根部，2–苯基乙基芥子油苷含量最高，4 个参试品种平均为 7.744 μmol · g-1 DW，占芥子油苷
总量的 49.54%；2–丙烯基芥子油苷含量位居第二，平均为 4.938 μmol · g-1 DW，占芥子油苷总量的
31.59%，其他 3 种脂肪族芥子油苷（3–丁烯基芥子油苷、1–甲基丙基芥子油苷和 1–甲基丁基芥
子油苷）占芥子油苷总量的 1.88%；4–甲氧吲哚–3–甲基芥子油苷含量位居第三，平均为 1.629
μmol · g-1 DW，占芥子油苷总量的 10.42%，其他 3 种吲哚族芥子油苷（4–羟基吲哚–3–甲基芥子
油苷、吲哚–3–甲基芥子油苷和 4–甲氧吲哚–3–甲基芥子油苷）占芥子油苷总量的 6.58%。
在瘤状茎中，脂肪族芥子油苷占芥子油苷总量的 93.23%，其中主要是 2–丙烯基芥子油苷，4
个参试品种平均为 29.094 μmol · g-1 DW，占芥子油苷总量的 90.06%，其余 8 种芥子油苷仅占 9.94%。
功能叶片和花蕾中的情况与瘤状茎相似，功能叶片和花蕾中脂肪族芥子油苷分别占芥子油苷总
量的 96.25%和 96.81%，其中主要是 2–丙烯基芥子油苷，4 个参试品种平均分别为 70.105 μmol · g-1
DW和 100.195 μmol · g-1 DW，分别占芥子油苷总量的 93.20%和 93.76%，其余 8 种芥子油苷分别占
6.80%和 6.24%（表 1）。

表 1 茎瘤芥芥子油苷各组分占总芥子油苷的百分率
Table 1 The composition of GSs and its percent of total GS in different organs of tuber mustard
芥子油苷各组分占总芥子油苷含量的百分率/%
Percentage of the GS composition in total GS content 芥子油苷
Glucosinolates（GSs） 根 Root 瘤状茎 Swollen stem 叶 Leaf 花蕾 Floral bud
2–丙烯基芥子油苷
2-Propenyl GS
31.59 90.06 93.20 93.76
3–丁烯基芥子油苷
3-Butenyl GS
0.72 1.76 2.56 2.32
1–甲基丙基芥子油苷
1-Methylpropyl GS
0.32 1.00 0.32 0.48
1–甲基丁基芥子油苷
1-Methybutyl GS
0.84 0.40 0.17 0.25
4–羟基吲哚–3–甲基芥子油苷
4-Hydroxyindol-3-ylmethyl GS
0.07 0.84 1.01 0.76
吲哚–3–甲基芥子油苷
Indol-3-ylmethyl GS
5.83 0.71 1.49 0.86
4–甲氧基吲哚–3–甲基芥子油苷
4-Methoxyindol-3-ylmethyl GS
10.42 1.16 0.46 0.35
1–甲氧基吲哚–3–甲基芥子油苷
1-Methoxyindol-3-ylmethyl GS
0.68 0.70 0.31 0.73
2–苯基乙基芥子油苷
2-Phenylethyl GS
49.54 3.36 0.49 0.50
注：图中数据为 4 个品种平均值。
Note: Data listed is average of four varieties.
2.3 茎瘤芥芥子油苷组分及含量的品种间差异
方差分析结果显示，茎瘤芥多数芥子油苷组分在品种间也存在显著或极显著差异。2–丙烯基
芥子油苷是茎瘤芥中最主要的芥子油苷，除了瘤状茎中含量在参试品种间无显著差异外，根、功能
叶和花蕾中的含量品种间差异达极显著水平，但是该物质含量在植株各器官间似乎并没有对应关系，
如 08A-124 叶片中其含量显著高于其他 3 个品种，但花蕾中其含量并非最高，08A-121 根部其含量
最低，而其花蕾中反而最高。其他 3 种脂肪族芥子油苷含量以及脂肪族芥子油苷总量均存在显著或

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极显著的品种间差异（表 2）。

表 2 不同茎瘤芥品种芥子油苷组分及含量
Table 2 The composition and content of GSs in different tuber mustard varieties
含量/（μmol · g-1DW）Content 芥子油苷
Glucosinolates（GSs）
品种
Variety 根
Root
瘤状茎
Swollen stem
叶
Leaf
花蕾
Floral bud
2–丙烯基芥子油苷 08A-121 1.999 ± 0.626 bB 33.224 ± 1.870 aA 61.723 ± 5.471 bB 123.505 ± 6.490 aA
2-Propenyl GS 08A-124 5.801 ± 0.802 aA 29.797 ± 5.388 aA 92.359 ± 4.806 aA 111.729 ± 10.160 aA
08A-132 5.445 ± 0.665 aA 32.192 ± 2.024 aA 61.156 ± 2.706 bB 86.005 ± 7.258 bB
08A-139 6.509 ± 1.089 aA 21.161 ± 3.613 aA 65.182 ± 8.276 bB 79.452 ± 4.844 bB
3–丁烯基芥子油苷 08A-121 0.049 ± 0.014 cC 0.644 ± 0.028 aA 1.822 ± 0.159 bB 3.128 ± 0.104 aA
3-Butenyl GS 08A-124 0.130 ± 0.017 bB 0.504 ± 0.090 bA 2.705 ± 0.266 aA 2.870 ± 0.332 aA
08A-132 0.079 ± 0.012 cC 0.640 ± 0.075 aA 1.254 ± 0.142 cC 1.814 ± 0.235 bB
08A-139 0.190 ± 0.004 aA 0.486 ± 0.048 bA 1.904 ± 0.141 bB 2.089 ± 0.179 bB
1–甲基丙基芥子油苷 08A-121 0.061 ± 0.011 aA 0.420 ± 0.030 aA 0.242 ± 0.038 bB 0.565 ± 0.078 aA
1-Methylpropyl GS 08A-124 0.048 ± 0.004 abA 0.382 ± 0.037 aA 0.042 ± 0.000 cC 0.497 ± 0.262 aA
08A-132 0.054 ± 0.007 aA 0.402 ± 0.049 aA 0.252 ± 0.046 bB 0.526 ± 0.139 aA
08A-139 0.040 ± 0.006 bA 0.091 ± 0.015 bB 0.420 ± 0.021 aA 0.478 ± 0.028 aA
08A-121 0.170 ± 0.008 bB 0.148 ± 0.011 bB 0.060 ± 0.003 cC 0.183 ± 0.018 cC
08A-124 0.226 ± 0.008 aA 0.191 ± 0.009 aA 0.265 ± 0.010 aA 0.289 ± 0041 bB
08A-132 0.094 ± 0.011 cC 0.141 ± 0.013 bB 0.051 ± 0.014 cC 0.235 ± 0.038 cC
1–甲基丁基芥子油苷
1-Methybutyl GS
08A-139 0.033 ± 0.002 dD 0.041 ± 0.013 cC 0.138 ± 0.028 bB 0.383 ± 0.013 aA
08A-121 2.278 ± 0.654 bB 34.437 ± 1.860 aA 64.847 ± 5.638 bB 127.380 ± 6.633 aA
08A-124 6.205 ± 0.818 aA 30.874 ± 5.446 aAB 95.370 ± 5.081 aA 115.385 ± 10.426 aA
08A-132 5.671 ± 0.665 aA 33.374 ± 1.990 aA 62.713 ± 2.828 bB 88.579 ± 7.155 bB
总脂肪族芥子油苷
Total aliphatic GSs
08A-139 6.772 ± 1.093 aA 21.778 ± 3.639 bB 67.644 ± 8.451 bB 82.492 ± 5.046 bB
08A-121 0.010 ± 0.001 bAB 0.494 ± 0.019 aA 0.135 ± 0.010 bB 1.037 ± 0.153 aA
08A-124 0.010 ± 0.002 bAB 0.296 ± 0.045 bB 0.100 ± 0.006 bB 0.827 ± 0.173 abA
08A-132 0.017 ± 0.005 aA 0.270 ± 0.074 bB 0.155 ± 0.009 bB 0.658 ± 0.146 bA
4–羟基吲哚–3–甲基芥子油苷
4-Hydroxyindol-3-ylmethyl GS
08A-139 0.005 ± 0.001 bB 0.023 ± 0.009 cC 2.649 ± 0.057 aA 0.705 ± 0.023 bA
08A-121 1.165 ± 0.174 aA 0.131 ± 0.004 bB 0.156 ± 0.014 bB 0.476 ± 0.046 bB
08A-124 0.917 ± 0.089 abA 0.177 ± 0.013 bB 0.286 ± 0.088 bB 0.378 ± 0.039 bBC
08A-132 0.645 ± 0.102 bA 0.195 ± 0.032 bB 0.276 ± 0.082 bB 0.258 ± 0.061 cC
吲哚–3–甲基芥子油苷
Indol-3-ylmethyl GS
08A-139 0.920 ± 0.184 abA 0.413 ± 0.082 aA 3.758 ± 0.124 aA 2.559 ± 0.136 aA
08A-121 2.017 ± 0.266 bB 0.133 ± 0.006 cB 0.432 ± 0.038 aA 0.463 ± 0.043 aA
08A-124 2.710 ± 0.019 aA 0.471 ± 0.034 abA 0.423 ± 0.095 aA 0.297 ± 0.028 bB
08A-132 0.739 ± 0.051 cC 0.393 ± 0.075 bA 0.410 ± 0.030 aA 0.489 ± 0.112 aA
4–甲氧基吲哚–3–甲基芥子油苷
4-Methoxyindol-3-ylmethyl GS
08A-139 1.052 ± 0.155 cC 0.502 ± 0.050 aA 0.103 ± 0.001 bB 0.243 ± 0.033 bB
08A-121 0.085 ± 0.015 aA 0.203 ± 0.006 bA 0.075 ± 0.008 bB 0.232 ± 0.016 bB
08A-124 0.188 ± 0.024 aA 0.222 ± 0.022 bA 0.056 ± 0.002 bB 0.250 ± 0.032 bB
08A-132 0.096 ± 0.011 aA 0.207 ± 0.019 bA 0.054 ± 0.021 bB 0.142 ± 0.033 cB
1–甲氧基吲哚–3–甲基芥子油苷
1-Methoxyindol-3-ylmethyl GS
08A-139 0.123 ± 0.021 aA 0.271 ± 0.025 aA 0.738 ± 0.020 aA 2.505 ± 0.083 aA
08A-121 3.277 ± 0.453 aA 0.961 ± 0.019 bA 0.799 ± 0.063 bB 2.208 ± 0.182 bB
08A-124 3.755 ± 0.127 aA 1.166 ± 0.111 aA 0.865 ± 0.175 bB 1.752 ± 0.254 cB
08A-132 1.497 ± 0.166 cB 1.065 ± 0.129 abA 0.894 ± 0.126 bB 1.548 ± 0.342 cB
总吲哚族芥子油苷
Total indole GSs
08A-139 2.100 ± 0.194 bB 1.210 ± 0.131 aA 7.248 ± 0.108 aA 6.012 ± 0.172 aA
08A-121 9.051 ± 1.947 aA 1.089 ± 0.041 bB 0.059 ± 0.006 cC 0.175 ± 0.039 cC
08A-124 10.191 ± 1.899 aA 0.180 ± 0.009 cB 0.025 ± 0.005 bB 0.360 ± 0.083 bB
08A-132 6.970 ± 0.799 bB 0.152 ± 0.012 cB 0.107 ± 0.009 bB 0.321 ± 0.085 bB
2–苯基乙基芥子油苷
2-phenylethyl GS
08A-139 4.761 ± 0.249 bB 2.928 ± 0.902 aA 1.293 ± 0.232 aA 1.260 ± 0.111 aA
总芥子油苷 08A-121 14.606 ± 2.793 bAB 36.487 ± 1.901 aA 64.706 ± 5.706 cB 129.763 ± 6.785 aA
Total GSs 08A-124 20.155 ± 2.643 aA 32.219 ± 5.548 abA 96.259 ± 5.117 aA 117.947 ± 10.515 aA
08A-132 14.138 ± 0.433 bB 34.591 ± 1.938 aA 63.715 ± 2.926 cB 90.449 ± 7.164 bB
08A-139 13.632 ± 1.151 bB 25.916 ± 3.262 bA 76.186 ± 8.313 bB 89.746 ± 5.166 bB
注：不同字母表示芥子油苷含量在品种间差异达到 0.05（小写字母）或 0.01（大写字母）显著水平。
Note：Different letters within the same column mean glucosinolate content between varieties is significant at 0.05（small letters）or 0.01（capital
letters）level.
7 期 李 燕等：茎瘤芥的芥子油苷组分及含量的品种间差异 1361
品种间在芥子油苷含量方面差异最为明显的是吲哚族芥子油苷含量，尤其是叶片和（或）花蕾
中 4–羟基吲哚–3–甲基芥子油苷、吲哚–3–甲基芥子油苷、1–甲氧吲哚–3–甲基芥子油苷含
量的品种间差异较大。从表 2 可以看出，08A-139 叶片中 4–羟基吲哚–3–甲基芥子油苷含量是其
余 3 个品种的 16 ~ 25 倍，而 08A-139 瘤状茎中其含量反而极显著低于其他 3 个品种；08A-139 叶片
和花蕾中吲哚–3–甲基芥子油苷含量分别是其余 3 个品种的 12 ~ 23 倍和 3 ~ 9 倍，08A-139 叶片和
花蕾中 1–甲氧基吲哚–3–甲基芥子油苷含量分别是其余 3 个品种的 8 ~ 12 倍和 8 ~ 16 倍。
茎瘤芥中仅检测到 1 种芳香族芥子油苷（2–苯基乙基芥子油苷），并且主要存在于根部。从表
2 不难看出，2–苯基乙基芥子油苷含量存在显著品种间和器官间差异，品种 08A-139 根部其含量低
于其他 3 个品种，并与 08A-121 和 08A-124 间存在极显著差异，而 08A-139 瘤状茎、功能叶和花蕾
中含量极显著高于其他 3 个品种。
从对 4 个茎瘤芥品种芥子油苷含量的检测结果看，无论是根部、瘤状茎、功能叶还是花蕾，芥
子油苷总量均存在显著或极显著的品种间差异。08A-121、08A-132 和 08A-139 根部芥子油苷总量无
显著差异，但 08A-124 根部含量显著高于 08A-121，极显著高于 08A-132 和 08A-139；08A-139 瘤
状茎含量显著低于 08A-121 和 08A-132，但与 08A-124 无显著差异；08A-124 叶片含量极显著高于
其他 3 个品种，08A-121 和 08A-132 叶片无显著差异，但均显著低于 08A-139；花蕾中含量以 08A-121
和 08A-124 最高，均极显著高于 08A-132 和 08A-139，08A-132 和 08A-139 花蕾中含量无显著差
异。
3 讨论
3.1 茎瘤芥芥子油苷的种类及与其他芸薹属蔬菜的异同
从已有报道看，虽然一些生物和非生物因素对植物芥子油苷的含量有较大影响，但植物种类和
品种对芥子油苷种类和含量的影响是显著的。如芜菁（Brassica campestris L. ssp. rapifera Matzg Csyn.
B.）的芥子油苷主要是 3–丁烯基芥子油苷和吲哚–3–甲基芥子油苷（Padilla et al.，2007），羽衣
甘蓝（Brassica oleracea var. acephala DC.）和结球甘蓝（Brassica oleracea var. capitata L.）的芥子油
苷则为 2–丙烯基芥子油苷、3–甲基亚磺酰丙基芥子油苷、吲哚–3–甲基芥子油苷（Cartea et al.，
2008），白菜类蔬菜中存在 8 种芥子油苷，并以 2–羟基–3–丁烯基芥子油苷、3–丁烯基芥子油苷
以及 1–甲氧基–3–吲哚甲基芥子油苷为主（何洪巨 等，2002）。芥菜类蔬菜中，包包青菜（茎瘤
芥的一个品种）和包心芥菜（结球芥的一个品种）中存在 7 种芥子油苷，且以 2–丙烯基芥子油苷
的含量最高，约占总含量的 90%，而小叶芥中存在 8 种芥子油苷，以 3–丁烯基芥子油苷为主，约
占 70%，未检测到 2–丙烯基芥子油苷（何洪巨 等，2002）。本试验中在茎瘤芥中除了检测到与何
洪巨等（2002）报道相同的 7 种芥子油苷，还检测到另外两种脂肪族芥子油苷（1–甲基丙基芥子油
苷和 1–甲基丁基芥子油苷），茎瘤芥芥子油苷主要成分为 2–丙烯基芥子油苷、3–丁烯基芥子油苷
和 2–苯基乙基芥子油苷，其中茎、叶和花蕾中 2–丙烯基芥子油苷分别占总量的 90%以上，这与
何洪巨等（2002）的报道一致。Rosa 等（1997）认为植物芥子油苷的种类与其起源有关，目前公认
芥菜是黑芥（Brassica nigra L.）与芸薹（Brassica campestris L.）的远缘杂交后代，茎瘤芥中吲哚族
和芳香族芥子油苷种类与白菜（何洪巨 等，2002）相同，但只有 1 种脂肪族芥子油苷（3–丁烯基
芥子油苷）与白菜相同；同时，茎瘤芥由大叶芥演化而来，其进化程度高于小叶芥（刘佩英，1996），
所以茎瘤芥芥子油苷种类有别于小叶芥（何洪巨 等，2002）。

1362 园 艺 学 报 38 卷
3.2 茎瘤芥芥子油苷含量的器官和品种间差异
通常认为，植物芥子油苷在种子中含量最高，其次是茎，然后是叶，在根部含量最低（Brown et
al.，2003）。由于种子中芥子油苷合成的量很少，而幼叶是芥子油苷的主要合成部位（Bones &
Rossitar，1996），因此认为植物体内可能存在一个运载芥子油苷的转移系统（Du & Halkier，1998）。
有人认为这种转移是一种长距离的运输，种子中较高的芥子油苷含量可能是通过韧皮部从叶中转移
而来（Petersen et al.，2002；钟海秀 等，2007）。本试验结果表明（图 2，表 1），茎瘤芥中不同器
官不同品种间芥子油苷均存在显著差异，根、茎、叶、花蕾 4 个器官中，花蕾的总芥子油苷含量最
高，分别是叶片、瘤状茎和根中芥子油苷含量的 1.4、3.3 和 6.8 倍。一般认为，十字花科植物中茎
的芥子油苷含量高于叶，但本试验中发现瘤状茎中芥子油苷含量却低于叶片，这可能与茎瘤芥的瘤
状茎是一个养分贮藏器官，其膨大较为迅速，而芥子油苷的转移需要一个过程有关，对此，在以后
的研究中值得继续探讨。
由试验结果可以看出，根中芳香类芥子油苷含量较高，茎、叶、花蕾中脂肪族芥子油苷含量（特
别是 2–丙烯基芥子油苷）占了绝大部分。Brown 等（2003）对拟南芥研究也发现，拟南芥叶中脂
肪类芥子油苷约占 80%，根中脂肪类和吲哚类含量较高。瘤状茎中总芥子油苷总量在 4 个品种间存
在较大的差异（表 1），特别是 08A-139，其叶片中 4–羟基吲哚–3–甲基芥子油苷、吲哚–3–甲
基芥子油苷、1–甲氧基吲哚–3–甲基芥子油苷以及总吲哚族芥子油苷、芳香族芥子油苷（2–苯基
乙基芥子油苷）含量远高于其他 3 个品种，花蕾组织中吲哚–3–甲基芥子油苷、1–甲氧基吲哚–3–
甲基芥子油苷、总吲哚族芥子油苷以及 2–苯基乙基芥子油苷的含量也远高于其他 3 个品种，这一
现象是否与 08A-139 具有白菜背景有关值得作进一步研究。但这种芥子油苷含量的品种间差异为针
对芥子油苷含量的育种提供了一定的依据。
3.3 茎瘤芥芥子油苷与其风味的关系
由于芥子油苷的存在，十字花科植物具有一种特殊的风味，通常称之为芥辣味，茎瘤芥也是一
种具有芥辣味的蔬菜。
研究认为，芥子油苷的降解产物异硫代氰酸盐（isothiocyanates），尤其是异硫氰酸烯丙酯对十
字花科蔬菜风味的影响起着重要的作用（Macleod et al.，1976）。该物质具有强烈的催泪性和辛辣味，
同时也具芳香味，被认为是富含芥子油苷的十字花科蔬菜及其加工产品独特风味的组分（Kameoka &
Hashimoto，1980）。此外，芥子油苷降解产物腈类（如丁烯腈）和酯类、醇醛类等有机物也对十字
花科植物风味有较大的影响（林正奎和华映芬，1986；赵大云 等，2001）。
影响十字花科植物风味的芥子油苷主要有 2–丙烯基芥子油苷（sinigrin），顺–2 羟基–3–丁
烯基芥子油苷（progoitrin），3–丁烯基芥子油苷（gluconapin）和 4–甲基磺酰–3–丁烯基芥子油
苷（glucoraphenin）等，其中研究较为深入、对风味影响较大的是 2–丙烯基芥子油苷和顺–2 羟
基–3–丁烯基芥子油苷（Rosa et al.，1997）。
何洪巨等（2002）认为，白菜类蔬菜的 3–丁烯基、4–戊烯基和苯乙基芥子油苷相应的异硫氰
酸酯化合物是形成风味的主要来源，结球芥菜和包包青菜中，由 2–丙烯基芥子油苷降解所形成的
烯丙基异硫氢酸酯是辛辣、苦味的化合物，由于包包青菜含有高的 2–丙烯基芥子油苷，它的辛辣
味比结球芥菜要浓，小叶芥菜的风味较淡是由于 3–丁烯基异硫氢酸酯的苦味和辛辣味较轻。由
于 2–丙烯基芥子油苷本身没有辛辣味，必须在葡萄糖硫苷酶（myrosinase）存在的条件下才能降解
形成风味物质 2–丙烯基异硫氰酸酯，即 2–丙烯基芥子油苷的含量只是植物辛辣度的潜在体现。因
此，茎瘤芥瘤状茎中的芥子油苷含量较低，却有着较重的芥辣味，可能是由于瘤状茎中分布了更多
的葡萄糖硫苷酶。
7 期 李 燕等：茎瘤芥的芥子油苷组分及含量的品种间差异 1363
3–丁烯基芥子油苷在茎瘤芥主要器官中是除了 2–丙烯基芥子油苷之外含量最高的物质，该物
质降解产生的是芥辣味较轻的化合物。由于茎瘤芥产品（瘤状茎）除了作为加工原料外，不少地区
还作为鲜食蔬菜，因此，是否可以将低 2–丙烯基芥子油苷含量、高 3–丁烯基芥子油苷含量作为鲜
食茎瘤芥品种的育种目标值得商榷，下一步还将侧重比较茎瘤芥采收期可食部分瘤状茎中的芥子油
苷组分和含量及其影响因素。

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