十字花科蔬菜是我国种植面积最大、总产量最高的一类蔬菜，在农业生产中占有重要的地位。研究表明，食用十字花科蔬菜可显著降低胰腺癌、前列腺癌和结肠癌等多种癌症的发生率。随着国民消费水平的提高和健康意识的增强，消费者对蔬菜的需求逐渐从产量需求上升到品质需求，十字花科芽菜作为一类富含营养物质和功能成分、绿色安全无公害的新兴蔬菜产品而备受关注。相比于茎、叶和花薹等产品器官，十字花科芽菜中含有丰富的生物活性物质，如具有抗癌活性的芥子油苷。芥子油苷是一类含氮和硫的植物次生代谢物质，广泛存在于十字花科植物中，由于芥子油苷及其降解产物与十字花科蔬菜的健康功效、特殊风味和广谱抗性密切相关，引起了国际上不同领域学者的广泛关注和研究热情。研究发现，芥子油苷及其降解产物具有较强的抗癌活性、抗菌和抗病毒特性，以及缓解脂肪肝、减轻自闭症、改善骨质疏松等临床功效。作为一种新兴的生产方式，十字花科芽菜产业存在采前管理单一、采后容易快速失水，生物活性物质迅速降解等问题，严重影响芽菜产品的外观品质和营养品质，一定程度上制约了我国十字花科芽菜产业的优质高效可持续发展。利用生物强化手段促进十字花科芽菜生产过程中有健康促进功效的有益芥子油苷组分的积累，并最大限度维持采后芽菜中这些有益芥子油苷组分的含量，对于提升十字花科芽菜产业和增进人类营养健康具有重要意义。
近日，浙江大学农业与生物技术学院汪俏梅课题组在Trends in Food Science & Technology （IF5=16.6）在线发表了题为Biofortification of health-promoting glucosinolates in cruciferous sprouts along the whole agro-food chain的综述论文，全面总结了十字花科蔬菜中芥子油苷生物合成和代谢调控的研究进展，并且从十字花科芽菜生产实践和全民健康需求出发，提出十字花科芽菜的全产业链品质调控思路和芥子油苷等生物活性物质的绿色可持续生物强化策略。
内容主要包括：（1）育种：系统总结采用经典的杂交育种、分子标记辅助育种，以及代谢工程和基因编辑等新技术培育芥子油苷组分和含量优化的功能型品种的最新进展，提出从源头上创制有益芥子油苷含量提升的芽菜新种质；（2）采前：从芥子油苷代谢调控的角度全面总结了环境因子、栽培措施和化学调控等对十字花科芽菜中芥子油苷生物合成的影响，提出促进十字花科芽菜中有益芥子油苷组分积累的管理措施；（3）采后：系统总结光照、采后贮藏温度、加工和烹饪方式等采后因子调控对十字花科芽菜产品中芥子油苷代谢途径效应，并在此基础上提出最大限度维持十字花科芽菜中有益芥子油苷含量并改善营养品质的创新策略。
图1 常见十字花科芽菜种类及其富含的生物活性物质
浙江大学汪俏梅课题组一直致力于十字花科蔬菜中芥子油苷等次生代谢物质的代谢调控网络解析与生物学功能研究，在十字花科蔬菜（萝卜、青花菜和芥蓝等）的芽菜品质改良方面取得一系列研究进展(Wang et al., 2020; Miao et al., 2023; Deng et al., 2017; Miao et al., 2017; Qian et al., 2016; Guo et al., 2014; Guo et al., 2013; Guo et al., 2011a; Guo et al., 2011b; Wei et al., 2011; Yuan et al., 2011)。本文在团队前期对十字花科芽菜中芥子油苷代谢网络与品质调控的系列研究基础上，对十字花科芽菜从农田到餐桌的全产业链过程中影响芥子油苷生物合成与降解的因素进行全面梳理，系统总结了各个环节中提升十字花科芽菜外观品质和营养价值的技术措施，提出了芥子油苷等功能成分的全产业链生物强化策略。相比于传统的豆类蔬菜芽菜，十字花科芽菜具有色泽艳丽、风味浓郁和营养强化等特点，本研究聚焦十字花科芽菜这一新兴的蔬菜产业，将芥子油苷代谢调控网络研究和功能性食品科学等领域的最新研究成果运用于十字花科芽菜的品质提升，对推进十字花科蔬菜产业的优质高效可持续发展和全民健康工程均有重要意义，也为芥子油苷的生物强化提供了创新思路和有效途径。
图2 基于芥子油苷代谢途径的十字花科芽菜全产业链品质调控和生物强化
浙江大学汪俏梅课题组博士后王梦雨为论文第一作者，浙江大学农业与生物技术学院汪俏梅教授和丽水市农科院程科军研究员为共同通讯作者，巴基斯坦真纳大学Ghazala Mustafa副教授（现为浙江大学博士后）、浙江省农科院王建升副研究员、赵彦婷博士和四川农业大学孙勃教授也参与了该项工作。这项研究得到了国家自然科学基金（32172593，32202466，32272746和31500247）等课题的资助。
原文链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0924224423002790
参考文献
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