全 文 ：© 1994-2009 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http://www.cnki.net
园 　艺 　学 　报 　2005, 32 (5) : 878～880
Acta Horticulturae Sinica
收稿日期 : 2004 - 11 - 11; 修回日期 : 2005 - 01 - 12
基金项目 : 国家 ‘863’项目 (2001AA241121202) ; 重庆市科委 ‘十五’蔬菜育种攻关项目 (8493)
槲皮素对甘蓝自交不亲和性及 SRK活性的影响
李成琼 1 　周庆红 2 　宋洪元 1 　任雪松 1 　司　军 1 　吴能表 3
(1 西南农业大学园艺园林学院 , 重庆市蔬菜学重点实验室 , 重庆 400716; 2 江西农业大学农学院 ; 南昌 330045; 3 西
南师范大学生命科学学院 , 重庆 400715)
摘 　要 : 对甘蓝自交不亲和系 ‘022E1’, ‘022A1’, ‘02259’开花前两周的花蕾进行不同浓度的槲皮
素处理 , 开花后自交。与花期对照相比 , 3个自交不亲和系的亲和指数差异达到显著性水平 , 其中以 1 500
μmol·L - 1槲皮素溶液处理效果最佳 , 在 022E1系中其亲和指数由原来的 0103增至 4135, 完全转化为了
自交亲和系。采集开花前 1 d的花蕾切取柱头进行 SRK活性测定 , 结果表明 , 槲皮素处理后可显著抑制
甘蓝自交不亲和系柱头中 SRK活性 , 从而阻止了自交不亲和性的信号传导 , 达到了克服甘蓝自交不亲和
性的目的。
关键词 : 甘蓝 ; 槲皮素 ; 自交不亲和性 ; SRK
中图分类号 : S 63511　　文献标识码 : A　　文章编号 : 05132353X (2005) 0520878203
Effects of Quercetin on Self2incom pa tib ility and SRK Activ ity in B rassica
o le racea L.
L i Chengqiong1 , Zhou Q inghong2 , Song Hongyuan1 , Ren Xuesong1 , Si Jun1 , and W u Nengbiao3
(1 College of Horticulture and Landscape, Sou thw est A gricultura l U niversity, Key L ab in V egetable Research of Chongqing,
Chongqing 400716, China; 2 College of A griculture J iangxi A gricu ltura l U niversity, N anchang 330045, Ch ina; 3 College of L ife
Sciences Sou thw est N orm al U niversity, Chongqing 400715, Ch ina)
Abstract: In this experiment, the Self2incompatible ( SI) lines buds were treated with different concen2
trations of quercetin solution (500, 1 000 and 1 500μmol·L - 1 ). The results showed quercetin could over2
come the SI of B rassica oleracea L. significantly. W hatpis more, the most seeds per pollinated flower were ob2
tained with the treatment of 1 500μmol·L - 1 quercetin solution among three concentrations. In addition, the
self2compatible ( SC) index of 022E1 SI line increased from 0103 to 4135, which sim ilarly to bud pollination.
Quercetin acted as a kind of Srecep tor kinase ( SRK) inhibitor, it can p revent the signal conduction of SI
since it reduced SRK activity by sp raying certain concentration quercetin. So it is feasible to overcome the SI
by sp raying quercetin.
Key words: B rassica oleracea L. ; Quercetin; Self2incompatibility; SRK
1　目的、材料与方法
甘蓝自交不亲和性受 S位点 ( S代表不亲和性 sterility) 基因控制 , S复等位基因编码的受体蛋白
激酶 ( S recep tor kinase SRK) 在甘蓝自交不亲和反应中起重要作用。研究表明 SRK是自交不亲和性
中信号传导的调控开关〔1, 2〕。槲皮素 ( quercetin) 是一种具有生物活性的天然黄酮类化合物 , 具有多
种药理作用 , 它作为蛋白激酶抑制剂可有效抑制 SRK活性从而关闭自交不亲和性的信号传导 , 使甘
蓝自交不亲和性受阻〔3〕。本试验对开花前两周的甘蓝自交不亲和系的花蕾进行槲皮素处理 , 旨在研
究甘蓝自交不亲和性中胞间受体激酶信号传导调控机制 , 同时力求找到化学调控甘蓝自交不亲和性的
新方法 , 以利于甘蓝自交不亲和系的繁殖和保存。
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　5期 李成琼等 : 槲皮素对甘蓝自交不亲和性及 SRK活性的影响 　
试验于 2003年 3月份进行。试材选用西南农业大学多年自交稳定的甘蓝自交不亲系 ‘022E1’,
‘022A1’, ‘02259’ (亲和指数分别为 : 0103, 0126, 0103)。槲皮素购自 Sigma公司。ATP 〔内含
1815 kBq (γ - 32 P) ATP, (γ - 32 P) ATP的放比放射性 > 185 TBq1mmol·L - 1 , 放射纯度为 95% 〕购
自北京福瑞生物工程公司。
分别选取健壮均一的各材料 15株 , 每株选取 3个花序上的全部花蕾进行槲皮素处理 , 处理浓度
分别为 500、1 000、1 500μmol·L - 1 , 每处理设 3次重复。在开花前 2周进行各处理 , 于每日上午 9
时喷洒处理 1次 , 直至植株有一半花开时停止喷洒。各处理均于开花后自交 , 未经处理的于花期自交
和蕾期人工授粉 , 种子成熟时统计亲和指数 (结籽总粒数 /授粉花朵数 )。
在开花前一天采集经槲皮素处理过的花蕾 (同时采集部分未处理的花蕾作对照 ) , 剥离花柱 , 立
即放入 - 80℃冰箱中。
蛋白质的提取与酶液的制备 : 各取材料 012 g左右 , 加入 250μL细胞匀浆液 (最终浓度为 Tris
mol·L - 1 , EDTA 215 mmol·L - 1 , PMSF 5 mmol·L - 1 , pH 712) 研磨匀浆。12 000 ×g, 4℃下离心
15 m in, 上清液为可溶性蛋白质提取液 , 用于测定蛋白质含量。
2　结果分析与讨论
211　槲皮素处理对甘蓝自交不亲和性的影响
从图 1中可看出 , 3个自交不亲和系经槲皮
素溶液处理后自交亲和指数随处理浓度的上升而
提高 , 亲和指数为 1110～4135, 均明显高于未处
理。3个浓度处理中 , 以 1 500μmol·L - 1槲皮素
溶液处理效果最佳 , 处理后平均自交亲和指数为
2195, 与自交不亲和系花期自交对照相比 , 亲和
指数提高了数十倍。500和 1 000μmol·L - 1槲皮
素溶液处理后有一定效果 , 但与蕾期人工剥蕾授
粉效果有显著差异 , 说明浓度偏低 , 不能有效抑
制甘蓝自交不亲和性中 SRK活性。
图 1　田间处理效果比较
F ig. 1　Effects com par ison to trea tm en ts and var ities
　　进一步的多重比较分析表明 , 与自交不亲和系花期自交对照相比 , 经不同浓度槲皮素处理后 , 3
个自交不亲和系的花期亲和指数均达到显著性。同时 , 不同浓度的槲皮素溶液处理效果存在显著差
异 , 槲皮素浓度越高处理效果越好 , 1 500μmol·L - 1槲皮素溶液处理后的效果最为显著 , 但与蕾期
对照有显著差异 , 说明我们所用的浓度还需要进一步的筛选确定。
经不同浓度槲皮素处理后 , 亲和指数提高幅度在不同自交不亲和系之间表现出较明显的差异。从
图 1中看出 , 蕾期喷 1 500μmol·L - 1槲皮素开花后自交不亲和系 022E1的亲和指数为 4135, 略低于
蕾期自交亲和指数 , 处理效果相当显著。而用同样浓度处理自交不亲和系 022A1和 02259后 , 自交其
亲和指数较低 (平均每花结籽数为 1198和 2150)。自交不亲和系间多重比较表明 , 3个自交不亲和系
经 3个浓度槲皮素溶液处理后平均亲和指数都有所提高 , 但在自交不亲和系之间表现差异明显 , 022
E1的为 2175, 显著优于 02259的 2113和 022A1的 2134, 而 02259和 022A1之间经处理后差异不显著。
因此 , 推测槲皮素处理甘蓝自交不亲和性提高其亲和指数的差异可能与基因型有关。
212　槲皮素对甘蓝自交不亲和系中 SRK活性的影响
甘蓝自交不亲和系中 SRK活性随品种的不同表现出很大的差异 , 由表 1可以看出 , 在 022E1中 ,
SRK活性高达 24115 cpm·μg- 1 , 而在 02259和 022A1中 , SRK活性只有其几个单位。分析其原因可
能与不同自交不亲和系间自交不亲和性的稳定性或多代选择有关。甘蓝自交不亲和性是通过 SRK所
控制的蛋白质磷酸化作用来实现的。槲皮素作为 SRK的抑制剂 , 可以降低 SRK活性 , 阻止自交不亲
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园 　　艺 　　学 　　报 32卷
和反应的信号传导。试验结果表明 022E1中花前
1 d SRK的活性为 24115 cpm ·μg- 1左右。当用
500μmol·L - 1浓度的槲皮素处理开花前两周的甘
蓝柱头时 , 其花前 1 d的 SRK活性降为 20134 cpm
·μg- 1 , 当浓度增加至 1 000μmol·L - 1时 , 其
SRK活性降至 17152 cpm ·μg- 1 , 当浓度增加至
1 500μmol·L - 1时 , 其 SRK活性降至 1175 cpm· 表 1　槲皮素对 022E1、022A1和 02259中 SRK活性的影响Table 1　 Influence on SRK activ ity of 022E1, 022A1 and02259 w ith quercetin ( cpm·μg - 1 )槲皮素 Quercetin (μmol·L - 1 ) 022E1 022A1 02259　 0 24115 5162 2107500 20134 2142 11641 000 17152 1158 11101 500 1175 1114 0160
μg- 1。由此可见 , 随着槲皮素浓度的增加 , SRK的活性逐渐降低 , 当槲皮素浓度增至 1 500μmol·
L - 1时几乎可以完全抑制 SRK活性。而自交不亲和系 02259和 022A1也表现类似的变化趋势。
从本试验可以看出 , 槲皮素作为蛋白激酶抑制剂能有效抑制甘蓝柱头内 SRK激酶的活性 , SRK
作为自交不亲和的关键物质之一 , 通过槲皮素处理之后 , 不能发挥其活性 , 因而使原本自交不亲和材
料近似于亲和材料。同时还说明甘蓝柱头阻止自花花粉萌发依赖于激酶活性的存在 , 当激酶失活或活
性被抑制时 , 这种阻止作用几乎丧失。
槲皮素是一种具有生物活性的天然黄酮类化合物 , 分子式为 C15 H10 O7 (化学名称 : 3, 3pi, 4pi, 5,
7 -五羟基黄酮 ) , 分子量 302123, 在植物中多以甙的形式存在 , 如芦丁 (芸香甙 ) , 槲皮甙 , 金丝桃
甙等 , 经酸水解可得到槲皮素。
近年来 , 细胞信号传导学说认为 , 芸薹属植物自交不亲和反应是一个细胞信号传导的过程 , SRK
与 SLG结合后激活胞内具有蛋白激酶活性的结构 , 从而使胞内某些蛋白质的氨基酸残基磷酸化〔3〕。
我们利用槲皮素作为甘蓝自交不亲和系中 SRK的抑制剂处理甘蓝花蕾并取得显著效果 , 这说明我们
只要找到合适的浓度 , 就有可能来调控甘蓝的自交不亲和性。
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