基于硫苷种类和含量分析的高品质水果萝卜种质筛选

摘要 通过对根辣味、根甜味、根质地、空心、根光滑度、根疤痕等品质进行感官评价，从78份萝卜种质中筛选出12份品质优良的萝卜种质。随后利用LC-MS 对这12份萝卜种质肉质根中硫苷的组分和含量进行鉴定和分析，最后通过主成分分析研究总硫苷与单个硫苷含量之间的相关性。结果表明，通过感官评价筛选的12份萝卜种质包括2份长白萝卜种质，3份圆白萝卜种质，3份长红萝卜种质，4份绿皮萝卜种质。在所试萝卜种质中，共鉴定出12种硫代葡萄糖苷，分别有脂肪族硫苷8种（GRA、GIB、GRH、GRE、GER、GBN、PRO、GAL）和吲哚族硫苷4种（GBR、NGBS、4HGBS、4MGBS）。其中，总硫苷含量最高的种质为F1005（22.947 μmol/g），含量最低的是W1063（3.518 μmol/g）。在成分上，主要的脂肪族硫苷为GRH，主要的吲哚族硫苷是NGBS。此外，在供试的12种萝卜种质中，脂肪族硫苷占总硫苷含量的95.78%～99.87%，吲哚族硫苷占总硫苷含量的0.16%～4.22%。各种质硫苷含量最高的都是GRH，占总硫苷含量的61.91%～93.54%，总硫苷含量与 GRH 、GRE含量呈极显著正相关，与 NGBS 含量呈显著负相关，且单一硫苷之间存在不同程度的相关性。共筛选出萝卜硫素前体硫苷GRA含量高的种质3份，分别为F1060、F1078和W1044，辣味物质主要硫苷GRH含量低的种质3份，分别为W1063、F1030和W1044。该研究结果为培育高品质优良萝卜新品种提供理论依据。

关键词 水果萝卜；感官评价；硫苷；组分含量；LC-MS

中图分类号 S 631.2 文献标识码 A 文章编号 0517-6611（2024）16-0047-06

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2024.16.010

开放科学（资源服务）标识码（OSID）：

High Quality Fruit Radish Germplasm Screening Based on Analysis of Glucosinolate Species and Content

LIU Zhe， SHEN Feng， ZHNEG Jia-qiu et al

（Jiangsu Costal Area Institute of Agricultural Sciences， Yancheng， Jiangsu 224002）

Abstract In this study， 12 radish materials with excellent quality were selected from 78 radish materials by sensory evaluation of spiciness， sweetness， texture， hollow， smoothness and scar. Subsequently， LC-MS was used to identify and analyze the components and contents of glucosinolate in the fleshy roots of 12 radish materials. Finally， the correlation between total glucosinolate and single glucosinolate was studied by principal component analysis. The results showed that the 12 radish materials selected by sensory evaluation included 2 long-white materials， 3 round-white materials， 3 long-red materials and 4 green-skin materials. A total of 12 glucosides were identified in the tested materials， including 8 aliphatic glucosides （GRA， GIB， GRH， GRE， GER， GBN， PRO， GAL） and 4 indole glucosides （GBR， NGBS， 4HGBS， 4MGBS）. The highest content of total glucosinolates was F1005 （22.947 μmol/g）， and the lowest content was W1063 （3.518 μmol/g） in the tested materials. In terms of composition， the main aliphatic glucosinolate was GRH， and the main indole glucosinolate was NGBS. In addition， aliphatic glucosinolate accounted for 95.78%-99.87% of the total glucosinolate content and indole glucosinolate accounted for 0.16%-4.22% of the total glucosinolate content in the tested materials. The highest glucosinol content of all materials was GRH， which accounted for 61.91%-93.54% of the total glucosinol content. The total glucosinol content was positively correlated with GRH and GRE content， and negatively correlated with NGBS content， and there were different degrees of correlation between single glucosinol content. In summary， three materials with high content of sulforaphane precursor glucoside GRA （F1060， F1078 and W1044） were screened in this study， and three materials with low content of glucoside GRH， the main spicy substance， were W1063， F1030 and W1044， respectively. The results will provide the basis for cultivating new varieties of high quality radish.

Key words Fruit radish;Sensory evaluation;Glucosinolate;Component content;LC-MS

基金项目 江苏省种业振兴“揭榜挂帅”项目（JBGS〔2021〕071）；江苏沿海地区农业科学研究所科研基金项目（YHS201906）。

作者简介 刘哲（1987—），男，山东曹县人，助理研究员，硕士，从事十字花科和瓜类遗传育种及栽培技术研究。*通信作者，副研究员，硕士，从事十字花科和瓜类遗传育种及栽培技术研究。

收稿日期 2023-10-16；修回日期 2023-11-28

硫代葡萄糖苷是十字花科植物中一类非常典型的含氮、含硫元素的次生代谢物质，已被证实在植物防御体系、风味形成和人类健康中发挥重要作用^［1-2］。硫苷具有相同的核心结构，即一个连接至磺化醛肟部分的β-D-硫葡萄糖基团和磺酸肟基团以及来自氨基酸的可变侧链（R）结构^［3］。根据可变侧链（R）的不同，硫苷可分为脂肪族、吲哚族和芳香族硫苷^［4］。４-甲基亚磺酰丁基硫苷（GRA）是一种脂肪族硫苷，其被黑芥子酶水解后的产物是萝卜硫素^［5］（它是目前发现的抗癌活性最强的天然活性物质，在抵抗癌症，尤其在抵抗前列腺癌、乳腺癌方面效果显著）。

水果萝卜脆而多汁、甜而爽口、色泽美观，深受消费者的欢迎，我国水果萝卜资源丰富，分布广泛，不同地区都具有本地特色的品种类型^［6-8］。从类型上看，水果萝卜不仅有绿皮红肉的“心里美”“满堂红”及绿皮绿肉的“潍县青”“沙窝萝卜”等主要类型，还有红皮红肉的“红心萝卜”“凤梨萝卜”，红皮白肉的“501水萝卜”“樱桃萝卜”，白皮白肉的“糖罐萝卜”“如皋萝卜”等其他皮色和肉色的多彩萝卜^［9］。研究表明，十字花科不同蔬菜种类或同一种类不同品种间，硫苷的种类和含量存在明显差异^［10-11］，而硫苷作为萝卜的重要次生代谢产物，对萝卜口感和营养品质具有重要影响。因此，笔者通过根辣味、根甜味、根质地、空心、根光滑度、根疤痕等品质对78份萝卜进行感官评价，从中筛选出12份品质优良的种质，再利用 LC-MS 测定12份种质肉质根中硫苷的种类和含量，并通过主成分分析研究单个硫苷之间及与总硫苷含量之间的相关性，为获取优质水果萝卜种质、培育优良萝卜新品种提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

从自有的萝卜资源中选取78份萝卜种质，其中绿皮萝卜33份，红皮萝卜24份，白皮萝卜21份，2022年9月将所试萝卜种质种子播种于江苏沿海地区农业科学研究所南洋试验场，每个种质50 m²，于11 月收获。

内标2-丙烯基硫苷（sinigrin，SIN）标准品购自美国 Sigma-Aldrich公司；乙腈和色谱级甲醇购自美国 Avantor Performance Materials 公司。

1.2 仪器与设备

LC20 液相色谱串联 TripleTOF 5600+飞行时间质谱分析仪，加拿大 Sciex 公司；Eppendorf 5424 型离心机，德国 Eppendorf 中国分公司；SYQ-DSX-280B 高压灭菌锅，上海申安医疗器械厂。

1.3 试验方法

1.3.1 风味品质感官评价。

对78种萝卜种质材料的风味品质进行打分感官鉴评^［12-13］，并赋予相应分值，评价指标包括根辣味、根甜味、根质地、空心、根光滑度和根疤痕。根辣味、甜味和质地指标对水果萝卜较重要所以采用8分制，而空心、根光滑度、根疤痕则采用5分制，分值高低代表品质优劣。选10位年龄在30周岁左右身体健康的人员参与试验，取新鲜的参试种质切成小块，由试验者进行品尝打分，在清水漱口并等待1 min后进行下一个编号赋分，根据参评人员的全部赋分结果，对水果萝卜进行综合评价，选取12份品质最好的种质进行硫苷鉴定及测定。

1.3.2 硫苷物质鉴定及测定。

对选取的12份萝卜种质进行取样。选取外观无病斑、虫害情况优良的肉质根，于液氮中粉碎，经真空冷冻干燥后，于超低温冰箱中储存备用。

参照 Ferreira 等^［14］的方法，并做适当修改。称取储存于超低温冰箱的样品0.5 g，加入10 mL体积分数75%甲醇，于80 ℃水浴中，超声提取20 min，冷却至 4 ℃后添加0.1 mL 5 mmol/L sinigrin，作为内标。于10 000 r/min 的离心机中离心15 min，然后将上清液过0.22 μm 有机相滤膜。将过滤后的样品用 LC-20 液相色谱串联 TripleTOF 5600+飞行时间液质联用仪进行测定。根据质荷比和碎片信息与相应的标准品质谱信息或 Hwang 等^［11］的质谱信息比对进行硫苷鉴定，单位为 μmol/g。计算公式为样品目标物峰面积×样品中SIN含量（umol/ml）×提取液体积×校正系数/（样品重量（g）×样品中SIN的峰面积）=目标物含量（umol/g）。

液相条件：色谱柱，Waters BEH Xbridge（3.5 μm，2.1 mm×150.0 mm）；流动相，A 相为 5 mmol/L 甲酸铵，B 相为甲醇；A 相梯度洗脱程序：0～10 min从 95% 降到 70%；10～20 min维持 70%；20～35 min从 70% 降到 0；35～40 min，从 0 升至 95%；40～45 min维持 95%；流速设定为0.3 mL/min；柱温设定为35 ℃；进样量为5 μL。