全 文 ：中国生态农业学报 2014年 4月 第 22卷 第 4期
Chinese Journal of Eco-Agriculture, Apr. 2014, 22(4): 439−446


* 国家重点基础研究发展计划(973计划)项目(2007CB109305)和河南省农业科学院优秀青年科技基金项目(2013YQ09)资助
腊贵晓, 主要从事作物次生代谢物质分离、鉴定及营养调控研究。E-mail: zju-l@163.com
收稿日期: 2013−11−12 接受日期: 2014−02−18
DOI: 10.3724/SP.J.1011.2014.31112
表面活性剂辅助的甲硫氨酸和色氨酸叶面喷施对芥蓝
生长及菜薹芥子油苷组分和含量的影响*
腊贵晓 1 孔海民 2 方 萍 3 杨铁钢 1
(1. 河南省农业科学院经济作物研究所 郑州 450002; 2. 浙江省土肥站 杭州 310020;
3. 浙江大学环境与资源学院 杭州 310058)
摘 要 采用盆栽试验, 研究了脂肪族芥子油苷和吲哚族芥子油苷的合成前体甲硫氨酸和色氨酸单独及配合
表面活性剂叶面喷施对芥蓝(Brassica alboglabra L.)生长及菜薹中芥子油苷组分和含量的影响。结果表明, 各
处理对芥蓝生长指标及芥子油苷组分无显著影响, 在芥蓝菜薹中均检测到 7 种脂肪族芥子油苷和 4 种吲哚族
芥子油苷。与喷施清水对照相比, 甲硫氨酸、色氨酸单独叶面喷施及表面活性剂辅助的色氨酸叶面喷施, 对芥
蓝菜薹总芥子油苷含量、总脂肪族芥子油苷含量和总吲哚族芥子油苷含量均无显著影响。表面活性剂辅助下
甲硫氨酸叶面喷施处理中菜薹总芥子油苷和总脂肪族芥子油苷含量比清水对照处理分别提高 28.5%和 31.9%,
其中在 11 种芥子油苷中脂肪族芥子油苷 3-丁烯基芥子油苷含量提高幅度最大, 达到 44.3%, 同时表面活性剂
辅助下甲硫氨酸叶面喷施显著提高了芥蓝菜薹全硫含量并降低了氮硫比(N/S)。本试验结果表明, 有效供给甲
硫氨酸能明显促进脂肪族芥子油苷的合成和积累, 而辅之以表面活性剂能增进叶面对甲硫氨酸的吸收效果,
其影响机理还有待进一步研究。
关键词 芥蓝(Brassica alboglabra L.) 芥子油苷 甲硫氨酸 色氨酸 表面活性剂 氮硫比(N/S)
中图分类号: S635.9; S601 文献标识码: A 文章编号: 1671-3990(2014)04-0439-08
Effects of foliage spray of methionine and tryptophan with surfactant active
agent on growth and bolting stem glucosinolate composition of Chinese kale
LA Guixiao1, KONG Haimin2, FANG Ping3, YANG Tiegang1
(1. Industrial Crops Research Institute, Henan Academy of Agricultural Sciences, Zhengzhou 450002, China; 2. Zhejiang Provincial
Station of Soils and Fertilizers, Hangzhou 310020, China; 3. College of Environmental and Natural Resources Science, Zhejiang
University, Hangzhou 310058, China)
Abstract Chinese kale (Brassica alboglabra L.) is a native endemic variety of Brassica vegetables in China. It is highly rich in
anti-cancer glucosinolates (GSs). Recent investigations have shown that methionine and tryptophan were the synthetic precursors of
aliphatic and indolyl GSs, respectively. Therefore foliage spray with methionine and tryptophan has been thought to be a potential
mode for increasing GSs concentrations in Chinese kale. However, the heavy surface wax layers of Chinese kale affect absorption
efficiency of the exogenous amino acids. In this study, pot experiments were carried out to investigate foliage spraying effects of
methionine and tryptophan with or without surfactant active agent (SAA) on the growth and GSs composition and concentration in
bolting stems of Chinese kale. There was no significant difference in growth indexes and GSs compounds of Chinese kale among the
treatments. Eleven individual GSs were separated and identified by liquid chromatography-mass spectrometry (LC-MS) in edible
bolting stems of Chinese kale in all the treatments, including seven kinds of aliphatic GSs and four kinds of indolyl GSs. Foliage
spraying methionine, tryptophan and tryptophan with SAA had no effect on concentrations of total GSs, total aliphatic GSs and total
indolyl GSs. Compared with foliage spray of water, total GSs and total aliphatic GSs concentrations increased by 28.5% and 31.9%,
respectively, under foliage spray of methionine with SAA. However, there was no significant difference in total indolyl GSs concen-
trations between the treatments. Compared with foliage spring water, foliage spraying methionine combined with SAA significantly
440 中国生态农业学报 2014 第 22卷


increased especially the concentration of Gluconapin, increasing on the average by 44.3%. Also foliage spraying methionine com-
bined with SAA increased sulfur (S) content in bolting stems of Chinese kale. This in turn decreased nitrogen/sulfur (N/S) ratio,
while the changes in S and N/S ratio influenced GSs concentrations in Chinese kale bolting stems. Moreover, the concentrations of
individual GSs within a specific GS group (i.e., aliphatic or indolyl) did not change consistently. The above results suggested that
methionine absorbed by Chinese kale promoted the synthesis and accumulation of GSs while SAA enhanced the absorption of me-
thionine through Chinese kale leaves covered with heavy layers of wax. However, the action mechanism of these substances needed
further studies.
Keywords Brassica alboglabra L.; Glucosinolates (GSs); Methionine; Tryptophan; Surfactant active agent (SAA); Nitrogen/
sulfur ratio (N/S)
(Received Nov. 12, 2013; accepted Feb. 18, 2014)
芥蓝又称芥兰(Brassica alboglabra L.), 原产我
国南部, 以菜薹为主要食用器官, 是我国特有的十
字花科芸薹属蔬菜[1]。据报道, 芥蓝菜薹富含芥子油
苷(glucosinolates, 简称 GSs), 芥子油苷的降解产物
异硫代氰酸盐(isothiocyanates)能诱导致癌物代谢过
程Ⅱ相酶(解毒酶)活性, 抑制Ⅰ相酶(激活酶)活性[2],
使癌基因失活[3]。进一步研究发现, 芥蓝菜薹中最强
烈的Ⅱ 相酶(phase Ⅱ)诱导剂 4-甲基亚硫酰丁基 GS
含量高于国际公认的抗癌蔬菜青花菜和紫甘蓝, 是
很有潜力的抗癌蔬菜[4−7]。近年来, 因生态环境恶化,
同时人们日常饮食中十字花科蔬菜摄取量的下降 ,
导致我国癌症发生率不断升高[8]。通过栽培措施提
高芥蓝芥子油苷含量, 以满足人们日常饮食中芥子
油苷摄入量, 从而抑制癌症发生率, 成为农业领域
新的研究热点[9−11]。鉴于氨基酸是芥子油苷的合成
前体[12], 人们期望通过外源提供氨基酸的方式来提
高芥子油苷合成前体的含量, 以促进芥子油苷的合
成, 进而提高蔬菜体内芥子油苷含量[13−14]。
芥蓝含脂肪族和吲哚族两大类芥子油苷[15], 而
甲硫氨酸和色氨酸分别是脂肪族和吲哚族芥子油苷
的合成前体 [16], 因此, 通过叶面喷施这两种氨基酸
来增加芥蓝体内这两类芥子油苷的合成前体, 以促
进芥子油苷的合成, 是一种值得期待的提高芥蓝芥
子油苷含量的农艺措施[17]。宋敏[17]研究发现, 喷施
蛋氨酸能显著提高芥蓝总芥子油苷含量, 而色氨酸
对芥蓝总芥子油苷无显著影响; 但蒋晓丽等[18]认为,
单独喷施甲硫氨酸对芥蓝总芥子油苷含量及各组分
含量均无显著影响。上述结果的差异可能与芥蓝对
氨基酸吸收存在差异有关。芥蓝叶片表面覆盖蜡粉
层 [19], 叶表面成为一种低能表面, 使得喷施液在叶
面上形成易滚落的水珠而无法湿润叶面, 必然会影
响喷施到叶面营养液的附着性和延展性从而降低养
分的吸收[20]。人们对叶面施肥研究发现, 在喷施液
内加入表面活性剂 (surfactant active agent, 简称
SAA)可以明显改变喷施液的表面性质, 降低液体表
面张力, 从而改善喷施液在作物叶面湿润度以及增
加养分渗透性, 提高养分吸收效率[21]。因此, 适当配
施表面活性剂以降低氨基酸营养液的表面张力, 从
而增加其附着性及延展性, 可能是一种有效提高氨
基酸叶面喷施效果, 从而提高蔬菜体内芥子油苷含
量的有效措施。但是目前有关表面活性剂在蔬菜芥
子油苷方面的应用研究鲜见报道。
为此, 本研究选取了脂肪族芥子油苷和吲哚族
芥子油苷的合成前体甲硫氨酸和色氨酸, 对两种氨
基酸单独喷施及配合表面活性剂喷施对芥蓝生长、
菜薹芥子油苷组成及含量的影响进行了研究, 以期
为通过农艺措施来提高芥蓝及其他十字花科蔬菜芥
子油苷含量提供事实和参考依据。
1 材料与方法
1.1 供试材料及培养方法
供试芥蓝品种为‘四季粗条’, 种子购于广州市
蔬菜科学研究所。试验在浙江大学华家池校区玻璃
温室内进行。共设置 6个处理: 1)对照(CK), 喷清水;
2)喷施表面活性剂(简称: SAA, 成分为乙氧基改性
三硅氧烷, 购于杭州市包尔得有机硅有限公司); 3)
喷施 2 mmol·L−1甲硫氨酸(methionine, 简称: Met); 4)
喷施表面活性剂 +2 mmol·L−1 甲硫氨酸 (简称 :
Met+SAA); 5)喷施 2 mmol·L−1色氨酸(trytophan, 简称:
Try); 6)喷施表面活性剂+2 mmol·L−1 色氨酸(简称 :
Try+SAA)。本试验中甲硫氨酸和色氨酸浓度主要参照青
花菜、甘蓝等蔬菜芥子油苷研究中采用的浓度[13−14,17−18]。
采用基质盆栽试验, 基质为石英砂和蛭石(体积比为
1︰3), 以霍格兰完全营养液为基本营养液, 每个处
理 8 盆, 随机区组排列, 为防止邻近处理之间影响,
每个区组距离设定 30 cm。常规栽培管理。
从 3 叶 1 心幼苗移栽后 1 个星期开始叶面喷施
处理, 每个星期喷施 1次, 共喷施 4次。每株喷施营
养液 20 mL, 每次喷施均在傍晚进行。用手持式喷壶
进行叶面喷施, 叶片从上至下喷施, 正反两面都喷
施。每 3 d浇灌 1次霍格兰完全营养液 100 mL, 根
据气候条件和基质干湿情况补充自来水。
第 4期 腊贵晓等: 表面活性剂辅助的甲硫氨酸和色氨酸叶面喷施对芥蓝生长及菜薹芥子油苷组分和含量的影响 441


处理 5 个星期, 菜薹充分膨大但尚未开花时,
测量株高和菜薹直径, 采收地上部放入冰盒, 分别
按地上部及菜薹称鲜重。取菜薹样品经冷冻干燥
(ALPHA1-4型, Christ公司)、粉碎(MM301型, Retsch
公司), 放入干燥器, 贮存于 4 ℃冰箱待测。
1.2 芥子油苷测定
提取及纯化: 参照 Kiddle 等[22]的方法, 称取芥蓝
冻干粉 0.1 g, 加入 1.5 mL 70%甲醇( ︰甲醇 水=70︰30,
体积比), 在 75 ℃水浴锅中提取 10 min, 然后加入
0.5 mL 0.5 mol·L−1 醋酸钡溶液 , 于 4 ℃ 4 000
r·min−1下离心 10 min。沉淀按照上述方法提取 2次,
合并上述提取液, 定容至 5 mL, 得到芥子油苷粗提
液。取 2 mL(0.5 mL×4)粗提液流经 DEAE Sephadex
A-25萃取柱, 待提取液全部流出柱后, 分别用 1 mL
0.02 mol·L−1醋酸吡啶溶液和 1 mL 超纯水冲洗柱 3
次和 2次, 然后加入 1%硫酸酯酶溶液 100 μL, 室温下
在柱中反应 16 h脱硫, 用 4×0.5 mL超纯水洗脱, 洗脱
液过 0.45 μm微膜, −20 ℃下保存, 待 HPLC测定。
HPLC分离及鉴定[4]: 采用Waters1525-HPLC分
离系统(Waters公司, USA)。色谱柱为 Prontosil ODS2
C18色谱柱(250 mm×4.6 mm, 粒径 5 μm)。流动相为
乙睛/超纯水体系。0~20 min, 乙腈浓度梯度变化为
0~20%; 20~30 min, 乙腈浓度保持在 20%。柱温 35 ℃,
进样量 20 μL, 流速 1.0 mL·min−1, 检测波长 227 nm。
由 Agilent 1100 LC/MSD 化学工作站采集样品组分
质谱信息, 根据质谱特征图来鉴定各种组分。利用
2-丙烯基芥子油苷(sinigrin, Sigma-Aldrich公司)外标
法进行定量。
1.3 全氮和全硫含量测定
菜薹全氮测定参照鲍士旦[23]的方法, 全硫参照
鲁如坤[24]的方法。
1.4 数据分析
采用 Microsoft Excel 软件对数据进行整理, 利
用 DPS软件进行多因素方差分析[25]。
2 结果与分析
2.1 表面活性剂辅助下氨基酸处理对芥蓝生长的
影响
由表 1 可以看出, 甲硫氨酸、色氨酸以及配施
表面活性剂处理对株高、菜薹直径、地上部和菜薹
鲜重的影响均不显著(P>0.05)。说明叶面喷施这两种
氨基酸对芥蓝生长无明显效应。
表 1 表面活性剂辅助下不同氨基酸处理对芥蓝生长的影响
Table 1 Effects of application of different amino acids combined with surface active agent on the growth of Chinese kale
鲜重 Fresh weight (g·plant−1 ) 处理
Treatment
株高
Height (cm)
薹直径
Bolting stem diameter (cm) 地上部 Aerial part 菜薹 Bolting stem
CK 39.3±2.44a 1.64±0.17a 108.80±13.46a 41.23±2.76a
SAA 36.6±2.68a 1.75±0.28a 116.65±12.77a 41.89±1.65a
Met 38.8±4.60a 1.58±0.08a 126.78±14.72a 41.54±2.89a
Met+SAA 37.2±3.82a 1.77±0.12a 125.47±8.36a 41.05±4.74a
Try 37.8±2.84a 1.52±0.26a 112.81±20.82a 39.76±4.74a
Try+SAA 36.0±4.30a 1.65±0.20a 121.70±16.89a 40.92±3.39a
F值 F value
氨基酸种类(A) Amino acid kinds 0.31ns 0.41ns 0.15ns 0.72ns
表面活性剂(S) Surfactant active agent 2.47ns 0.06ns 0.36ns 0.73ns
A×S 0.07ns 0.90ns 0.71ns 0.87ns
CK: 对照, 喷清水; SAA: 喷施表面活性剂; Met: 喷施 2 mmol·L−1甲硫氨酸; Met+SAA: 喷施表面活性剂+2 mmol·L−1甲硫氨酸; Try: 喷施
2 mmol·L−1色氨酸; Try+SAA: 喷施表面活性剂+2 mmol·L−1色氨酸。每列中不同字母标注的数值间差异达到 5%显著性水平; ns表示不显著。
下同。 CK: fresh water; SAA: surface active agent; Met: 2 mmol·L−1 methionine; Met+SAA: SAA+2 mmol·L−1 methionine; Try: 2 mmol·L−1 trytophan;
Try+SAA: SAA+2 mmol·L−1 trytophan. The data followed by different small letters in the same column are significantly different at 5% level. “ns”
means no significant difference. The same below.

2.2 表面活性剂辅助下氨基酸处理对芥蓝菜薹芥
子油苷组分及总芥子油苷含量的影响
2.2.1 芥蓝菜薹芥子油苷组分
在甲硫氨酸、色氨酸以及配施表面活性剂处理
的芥蓝菜薹中均检测到 11 种芥子油苷组分(图 1),
其中含量最高的为 3-丁烯基 GS, 平均相对含量达
77.0%, 其次为 2-丙烯基 GS, 再是 3-吲哚甲基 GS和
2-甲基亚硫酰丙基 GS, 而 2-羟基-3-丁烯基 GS、4-
甲基亚硫酰丁基 GS、5-甲基亚硫酰戊基 GS、4-甲硫
基丁基 GS、4-羟基-3-甲基吲哚 GS、4-甲氧基-3-吲
哚甲基 GS 和 1-甲氧基-3-吲哚甲基 GS 平均相对含
量均小于 3.0%。
2.2.2 芥蓝菜薹总芥子油苷含量
不同处理总芥子油苷含量如图 2 所示。与 CK
442 中国生态农业学报 2014 第 22卷



图 1 芥蓝菜薹中典型的芥子油苷色谱图
Fig. 1 Typical HPLC elution profile of glucosinolates in bolt-
ing stems of Chinese kale
1: 3-甲基亚硫酰丙基 GS; 2: 2-羟基-3-丁烯基 GS; 3: 2-丙烯
基 GS; 4: 4-甲基亚硫酰丁基 GS; 5: 5-甲基亚硫酰戊基 GS; 6: 3-
丁烯基 GS; 7: 4-羟基-3-甲基吲哚 GS; 8: 4-甲硫基丁基 GS; 9: 3-
吲哚甲基 GS; 10: 4-甲氧基-3-吲哚甲基 GS; 11: 1-甲氧基-3-吲哚
甲基 GS。1: glucoiberin; 2: progoitrin; 3: sinigrin; 4: glucoraphanin; 5:
glucoalyssin; 6: gluconapin; 7: 4-hydroxyglucobrassicin; 8: glucoerucin;
9: glucobrassicin; 10: 4-methoxyglucobrassicin; 11: neoglucobrassincin.

图 2 表面活性剂辅助下不同氨基酸处理对芥蓝菜薹总
芥子油苷含量的影响
Fig. 2 Effects of application of different amino acids com-
bined with surface active agent (SAA) on the total glucosi-
nolates (GSs) concentration in bolting stems of Chinese kale
相比, 单独喷施甲硫氨酸或色氨酸处理均未显著提
高芥蓝菜薹总芥子油苷含量(P>0.05); 甲硫氨酸配
合表面活性剂喷施处理总芥子油苷含量分别比 CK
和甲硫氨酸单独喷施处理提高 28.5%和 21.2%, 差异
显著(P<0.05); 色氨酸配合表面活性剂喷施处理与
CK及色氨酸单独喷施处理的差异不显著。
2.3 表面活性剂辅助下氨基酸处理对芥蓝菜薹脂
肪族芥子油苷组分及含量的影响
2.3.1 芥蓝菜薹脂肪族芥子油苷组分
不同脂肪族芥子油苷组分含量见表 2。氨基酸
处理主效应对 3-甲基亚硫酰丙基 GS、2-丙稀基 GS、
4-甲基亚硫酰丁基 GS、3-丁烯基 GS 和 4-甲硫基丁
基 GS 含量具有显著或极显著影响; 对 2-羟基-3-丁
烯基GS、5-甲基亚硫酰戊基GS含量的影响未达 0.05
显著水平。表面活性剂处理主效应对 4-甲硫基丁基
GS含量的影响极显著, 对其余 6种脂肪族芥子油苷
含量的影响均未达 0.05显著水平。氨基酸与表面活
性剂交互效应对 3-甲基亚硫酰丙基 GS 和 3-丁烯基
GS含量的影响分别达到显著或极显著水平。多重比
较结果表明, 3-丁烯基 GS含量以甲硫氨酸配合表面
活性剂喷施处理最高, 显著高于其余 5 个处理, 其
中比 CK 高 44.3%, 比甲硫氨酸单独喷施处理高
26.0%; 而甲硫氨酸单独喷施与 CK差异并不显著。
与 CK 相比, 色氨酸无论是单独喷施还是配合表面
活性剂喷施均未显著提高 3-丁烯基 GS 含量。氨基
酸和表面活性剂处理对其余 6 个组分的影响效应较
复杂, 由于含量较低, 所以对总芥子油苷及总脂肪
族芥子油苷的贡献较小。
2.3.2 芥蓝菜薹总脂肪族芥子油苷含量
不同处理总脂肪族芥子油苷含量如图 3 所示。
表 2 表面活性剂辅助下不同氨基酸处理对芥蓝菜薹中脂肪族芥子油苷组分含量的影响
Table 2 Effects of application of different amino acids combined with surface active agent on individual aliphatic glucosinolates
concentration in bolting stems of Chinese kale μmol·g−1(DW)
处理
Treatment
3-甲基亚硫
酰丙基 GS
Glucoiberin
2-羟基-3-
丁烯基 GS
Progoitrin
2-丙烯基
GS
Sinigrin
4-甲基亚硫
酰丁基 GS
Glucoraphanin
5-甲基亚硫
酰戊基 GS
Glucoalyssin
3-丁烯基
GS
Gluconapin
4-甲硫基
丁基 GS
Glucoerucin
CK 0.29±0.07abc 0.01±0.00a 0.65±0.12a 0.21±0.07c 0.02±0.00a 3.09±0.78b 0.18±0.04bc
SAA 0.32±0.04ab 0.01±0.01a 0.58±0.09ab 0.28±0.07bc 0.02±0.01a 2.85±0.62b 0.21±0.05b
Met 0.22±0.03cd 0.03±0.01a 0.47±0.09bc 0.36±0.06ab 0.02±0.00a 3.55±0.21b 0.12±0.02c
Met+SAA 0.38±0.08a 0.02±0.01a 0.43±0.06bc 0.41±0.11ab 0.01±0.00a 4.47±0.30a 0.17±0.03bc
Try 0.24±0.03bcd 0.03±0.03a 0.37±0.11c 0.46±0.10a 0.01±0.00a 3.36±0.30b 0.21±0.04b
Try+SAA 0.18±0.04d 0.02±0.01a 0.56±0.11ab 0.35±0.04abc 0.01±0.00a 3.59±0.39b 0.33±0.03a
F值 F value
氨基酸种类(A) Amino acid kinds 6.91* 1.91ns 5.62* 7.65** 0.13ns 7.07*** 17.85***
表面活性剂(S) Surfactant active agent 3.09ns 2.41ns 0.76ns 0.10ns 0.44ns 1.79ns 16.12**
A×S 7.58** 1.00ns 3.87ns 2.43ns 1.22ns 2.24ns 2.84ns
*表示在 0.05水平下差异显著, **表示在 0.01水平下差异显著, *** 表示在 0.001水平下差异显著。下同。*, ** and *** indicate significant
difference at 0.05, 0.01 and 0.001 levels, respectively. The same below.
第 4期 腊贵晓等: 表面活性剂辅助的甲硫氨酸和色氨酸叶面喷施对芥蓝生长及菜薹芥子油苷组分和含量的影响 443



图 3 表面活性剂辅助下不同氨基酸处理对芥蓝菜薹中
总脂肪族芥子油苷含量的影响
Fig. 3 Effects of application of different amino acids combined
with surface active agent (SAA) on the total aliphatic glucosi-
nolates (GSs) concentration in bolting stems of Chinese kale
结果表明, 单独喷施甲硫氨酸或色氨酸均未能显著提
高芥蓝菜薹总脂肪族芥子油苷含量; 甲硫氨酸配合表
面活性剂喷施分别比CK及甲硫氨酸单独喷施处理总
脂肪族芥子油苷含量提高 31.9%和 24.2%, 差异显著
(P<0.05); 而色氨酸配合表面活性剂喷施与 CK 及色
氨酸单独喷施处理的差异均未达 0.05 显著性水平。
2.4 表面活性剂辅助下氨基酸处理对芥蓝菜薹吲
哚族芥子油苷组分及含量的影响
2.4.1 芥蓝菜薹吲哚族芥子油苷组分
不同吲哚族芥子油苷组分含量见表 3。氨基酸
处理主效应对 3-吲哚甲基 GS、4-甲氧基-3吲哚甲基
GS 和 1-甲氧基-3-吲哚甲基 GS 影响显著(P<0.05),
对-羟基-3-吲哚甲基 GS 含量影响不显著(P>0.05)。
表面活性剂处理主效应对 4 个吲哚族芥子油苷含量
的影响均不显著; 氨基酸与表面活性剂交互效应对
3-吲哚甲基 GS、4-甲氧基-3 吲哚甲基 GS 和 1-甲氧
基-3-吲哚甲基 GS 含量影响显著(P<0.05)或极显著
(P<0.001), 而对 4-羟基-3-吲哚甲基 GS 影响不显著
(P>0.05)。氨基酸和表面活性剂处理对 4个组分的影
响效应较为复杂, 由于含量较低, 所以对总芥子油
苷含量贡献较小。
2.4.2 芥蓝菜薹总吲哚族芥子油苷含量
不同处理总吲哚族芥子油苷含量如图 4所示。
结果表明, 氨基酸处理主效应、表面活性剂处理主
表 3 表面活性剂辅助下不同氨基酸处理对芥蓝菜薹中各吲哚族芥子油苷组分含量的影响
Table 3 Effects of application of different amino acids combined with surface active agent on individual indolyl glucosinolates
concentration in bolting stems of Chinese kale μmol·g−1(DW)
处理
Treatment
4-羟基-3-甲基吲哚 GS
4-Hydroxyglucobrassicin
3-吲哚甲基 GS
Glucobrassicin
4-甲氧基-3-吲哚甲基 GS
4-Methoxyglucobrassicin
1-甲氧基-3-吲哚甲基 GS
Neoglucobrassicin
CK 0.01±0.00ab 0.13±0.00b 0.15±0.01a 0.05±0.02d
SAA 0.01±0.00b 0.14±0.02ab 0.15±0.03a 0.05±0.00d
Met 0.01±0.00b 0.11±0.01c 0.11±0.01b 0.12±0.02b
Met+SAA 0.00±0.00b 0.11±0.01c 0.08±0.01b 0.10±0.01bc
Try 0.00±0.00b 0.15±0.01a 0.11±0.03b 0.09±0.02c
Try+SAA 0.01±0.01a 0.11±0.00c 0.10±0.02b 0.14±0.01a
F值 F value
氨基酸种类(A) Amino acid kinds 3.81ns 10.38** 6.49* 19.45***
表面活性剂(S) Surfactant active agent 0.49ns 4.31ns 0.05ns 0.40ns
A×S 4.19ns 9.77** 4.31* 19.04***


图 4 表面活性剂辅助下不同氨基酸处理对芥蓝菜薹中
总吲哚族芥子油苷含量的影响
Fig. 4 Effects of application of different amino acids com-
bined with surface active agent (SAA) on total indolyl glucosi-
nolates (GSs) concentration in bolting stems of Chinese kale
效应及两者交互效应对芥蓝菜薹总吲哚族芥子油苷
含量的影响均不显著。
2.5 表面活性剂辅助下氨基酸处理对芥蓝菜薹全
氮、全硫及氮/硫比的影响
表 4 结果表明, 氨基酸处理主效应对全氮、全
硫及氮硫比影响均极显著(P<0.01); 表面活性剂主
效应对全氮含量影响不显著(P>0.05), 对全硫含量
及氮硫比影响显著(P<0.05); 两者交互效应对 3个指
标影响均不显著(P>0.05)。色氨酸单独喷施或配合表
面活性剂喷施与 CK 比较, 均能显著提高芥蓝菜薹
全氮含量, 而甲硫氨酸无论单独喷施还是配合表面
活性剂喷施均未能显著增加芥蓝菜薹全氮含量; 甲
硫氨酸配合表面活性剂喷施可显著提高芥蓝菜薹全
硫含量, 并降低氮硫比。
444 中国生态农业学报 2014 第 22卷


表 4 表面活性剂辅助下不同氨基酸处理对芥蓝菜薹中全氮、全硫和氮硫比的影响
Table 4 Effects of application of different amino acids combined with surface active agent on the total nitrogen (N) content, total
sulfur (S) content and N/S ratio in bolting stems of Chinese kale
处理
Treatment
全氮含量
Total N content (%)
全硫含量
Total S content (%)
氮硫比
N/S ratio
CK 3.18±0.01cd 0.84±0.03b 3.78±0.12a
SAA 3.17±0.02d 0.85±0.04b 3.76±0.15a
Met 3.20±0.02bcd 0.86±0.01b 3.71±0.03a
Met+SAA 3.21±0.02abc 0.91±0.02a 3.50±0.10b
Try 3.22±0.01ab 0.83±0.01b 3.87±0.05a
Try+SAA 3.24±0.02a 0.86±0.01b 3.78±0.02a
F值 F value
氨基酸种类(A) Amino acid kinds 14.16*** 7.86** 8.79**
表面活性剂(S) Surfactant active agent 0.62ns 6.45* 5.87*
A×S 1.36ns 2.00ns 1.39ns

3 讨论与结论
植物体内芥子油苷合成前体为氨基酸 , 因此 ,
通过叶面喷施氨基酸来提高十字花科蔬菜体内芥子
油苷的含量成为很有潜力的方法。Scheuner 等[26]在
青花菜花球形成期喷施甲硫氨酸, 总芥子油苷含量
提高了 28.3%, 而对萝卜叶面喷施甲硫氨酸却并未
显著提高萝卜块茎芥子油苷含量。Scheuner 等[14]进
一步研究发现, 在青花菜茎部注射甲硫氨酸, 在显
著提高花球总芥子油苷含量的同时, 对花球鲜重、
干重和全氮含量并无显著影响。翟志亭等[13]对甘蓝
分别喷施甲硫氨酸和色氨酸, 总芥子油苷含量分别
提高 39.3%和 26.9%。由此可见, 叶面喷施甲硫氨酸
和色氨酸对提高芥子油苷含量的效果因植物种类不
同而各异。这可能与不同植物叶面角质层、蜡质层
厚薄不同, 因而使氨基酸营养在叶面上的附着性和
延展性及渗透性存在较大差异有关。
本试验研究结果表明, 喷施氨基酸对芥子油苷
组分并无显著影响, 这与前人研究结果一致[13−14,26];
同时发现, 甲硫氨酸配合表面活性剂喷施对芥蓝产
量及总吲哚族芥子油苷含量的影响不显著, 但使芥
蓝菜薹总脂肪族芥子油苷和总芥子油苷含量分别比
对照提高 31.9%和 28.5%, 其中以对脂肪族芥子油苷
组分 3-丁烯基 GS 作用最为突出, 含量比对照提高
44.3%, 差异均达极显著水平, 而甲硫氨酸单独喷施
却无上述效果。说明表面活性剂的配合能有效提高
甲硫氨酸的喷施效果。这一结果在同类研究中未见
报道。同时甲硫氨酸配合表面活性剂喷施对全氮含
量无显著影响, 但可显著提高芥蓝菜薹全硫含量并
降低氮硫比, 而氮硫比降低则有利于脂肪族芥子油
苷合成和积累[27]。
单独喷施色氨酸或配合表面活性剂喷施处理芥
蓝菜薹的全氮含量显著高于喷清水对照, 说明叶面
喷施色氨酸可能进入了芥蓝体内, 但未能显著提高
芥蓝菜薹总芥子油苷、总脂肪族芥子油苷及总吲哚
族芥子油苷含量。这可能与吲哚族芥子油苷在芥蓝
菜薹中含量较低 , 对总芥子油苷含量贡献小有关 ,
也可能是其含量低易受到取样、检测等过程影响 ,
该结果与宋敏[17]研究结论一致。氨基酸吸收后是直
接参与芥子油苷的合成代谢, 还是被分解为无机离
子后再进入有机代谢途径, 目前尚不清楚。Rosa 和
Gomes[28]检测发现, 在青花菜的初级花薹和次生花
薹中氨基酸含量与芥子油苷含量并未发现有显著
的相关关系, 表明氨基酸被吸收后可能有部分被分
解 , 也可能氨基酸除转化为 N-羟基氨基酸、乙醛
肟、硫代肟基酸等芥子油苷合成前体外, 也参与其
他次生代谢物质的合成, 具体影响机理还有待进一
步研究。
芥蓝菜薹表面附着一层蜡粉, 喷施叶面肥时易造
成喷雾液在植物表面收缩并弹跳, 造成液滴流失[29],
而表面活性剂能有效降低叶面肥喷雾液的表面张力,
增加喷雾液与叶表皮的亲和力 , 从而增加吸收量 ,
同时起到湿润作用, 可防止喷雾液迅速干燥, 延长
吸收时间[30]。本研究结果表明, 与单独施用甲硫氨
酸相比, 甲硫氨酸配合表面活性剂能显著提高芥蓝
菜薹总脂肪族芥子油苷和总芥子油苷含量; 而单独
喷施色氨酸和色氨酸配合表面活性剂喷施对芥蓝菜
薹各类芥子油苷含量并无显著影响。这一方面与芥
蓝对甲硫氨酸和色氨酸吸收程度差异有关, 另一方
面, 也与表面活性剂应用专一性有关, 表面活性剂
效果易受叶面肥种类、pH等影响[31], 只有选择合适
的表面活性剂才能达到最佳效果。
综上所述, 甲硫氨酸配施表面活性剂显著提高
第 4期 腊贵晓等: 表面活性剂辅助的甲硫氨酸和色氨酸叶面喷施对芥蓝生长及菜薹芥子油苷组分和含量的影响 445


芥蓝菜薹全硫含量并降低氮硫比, 进而显著提高芥
蓝菜薹总芥子油苷和总脂肪族芥子油苷含量, 尤其
是 3-丁烯基 GS 组分含量, 而对总吲哚族芥子油苷
含量却无显著影响。色氨酸单独喷施或与表面活性
剂配合喷施虽未能显著提高芥蓝菜薹各类芥子油苷
含量, 但均能显著提高芥蓝菜薹全氮含量, 说明叶
面喷施色氨酸进入了芥蓝体内, 但对芥子油苷合成
的促进作用尚未显现。
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