摘要
蔬菜极易富集硝酸盐，尤其是叶菜类蔬菜;但是，在蔬菜生产中过量施用化肥的现象日益严重，特别是氮肥的过量施用，导致蔬菜体内硝酸盐含量超标，严重影响蔬菜品质，对人们的健康也产生了威胁。关于降低蔬菜硝酸盐含量的方法有合理施用氮肥、改善蔬菜生长环境、选择合适的采收期、采用适宜的贮藏加工及食用处理方法等，但上述方法的实施容易受环境因素的影响，且效果不稳定。γ-氨基丁酸(GABA)是一种四碳非蛋白质氨基酸，研究表明，GABA可调节硝酸盐的吸收和利用，可作为硝酸盐吸收上调的长途信号，还可作为氨基酸态氮参与硝酸盐代谢。本研究通过采用外源GABA调控的方法，研究GABA降低蔬菜体内硝酸盐含量的内在机理。 试验以油菜（Brassica campestris L.）品种‘中蔬五月慢’和生菜（Lactuca sativa L.）品种‘大速生’为供试材料，在对硝酸盐代谢中关键酶硝酸还原酶(NR)和谷氨酸脱羧酶(GAD)基因进行克隆和序列分析的基础上，采用外源添加GABA和GABA浸种的方法，研究了高氮水平下GABA对NR和GAD基因表达、酶蛋白含量和酶活性的影响。研究结果如下: 1.成功完成油菜NR基因（Genbank登录号为KP852556）的克隆，其核苷酸序列长2863bp，包含一个2733bp的开放阅读框，编码氨基酸残基数为910。蛋白保守结构域包括:钼辅蛋白超家族（N-端）、细胞色素b5超家族（居中），FNR超家族(C-端)。油菜NR基因氨基酸序列与甘蓝型油菜NR基因氨基酸序列亲缘关系最近，序列一致性高达98％，与拟南芥、大豆、菠菜等其他14个物种NR基因氨基酸序列一致性也在70％以上。 2.成功克隆油菜GAD基因（Genbank登录号为KP852557），其核苷酸序列长1566bp，含有一个长为1485bp的开放阅读框，编码氨基酸残基494个，蛋白保守结构域包含一个磷酸吡哆醛依赖的谷草转氨酶超家族。油菜GAD基因氨基酸序列与甘蓝型油菜、雪里蕻和拟南芥GAD基因氨基酸序列亲缘关系较近，序列一致性分别为99％、98％、92％;与番茄、黄瓜、大豆等其他8个物种的GAD基因氨基酸序列一致性也在80％以上。 3.高氮水平下外源添加GABA提高了油菜叶片NR、GAD基因的表达量和酶蛋白含量，同时增强了NR、GAD的活性，且以2.5 mmol/L GABA处理效果较好。高氮水平下GABA浸种处理增强了油菜叶片NR、GAD基因的表达量和酶蛋白含量，其中5 mmol/L GABA浸种处理效果较好。 4.成功克隆到长为1791 bp的生菜NR基因片段（Genbank登录号为KP122207），由585个氨基酸残基组成;蛋白保守结构域包括3个NR家族基因的保守结构:钼辅蛋白超家族、细胞色素b5超家族及FNR超家族。生菜NR基因氨基酸序列与菊苣亲缘关系最近，序列一致性高达93％;与烟草、甜菜、黄瓜、大豆等其他物种的该基因氨基酸序列一致性也在80％以上。 5.外源添加GABA提高了生菜叶片NR基因的表达量，同时增强了NR的活性，且以2.5 mmol/L GABA处理效果较好。
NETL