（动物遗传育种与繁殖专业论文）发芽糙米营养特性、γ氨基丁酸富集及生理功效的研究.pdf

发芽糙米纽织化学t - 氰肇丁欣富束盟生理功效的研究 英文缩写 a b b r a l b a l p a b a a r a s b d b u n c a t c e c h e c k c m c n s c r e a e 从 e a a i f f a g a b a g a b a t g a d g l o b g l u g p t h a m h d l c l d h 缩略词 英文 e n g l i s hn a m e a l b u m i n a l k a l i n ep h o s p h a t a s e a b s c i s i ca c i d a n a p l e r o t i cr e a c t i o n a m i n oa c i d8 c 0 1 芑 b e n z o d i a z e p i n e u r e an i t r o g e n c a t a l a s e c h o l e s t e r o le s t e r c h o | i n e s t e r a s e c r e a t i n ek i n a s e c h y l o m i c r o n c e n t r a ln e r v o u ss y s t e m c r e a t i n i n e e s s e n t i a la m i n oa c i d e s s e n t i a la m i n oa c i di n d e x f r e ef a t t ya c i d g a m m aa m i n o b u t y r i ca c i d g a b at r a n s a m i n a s e g l u t a m a t ed e c a r b o x y l a s e g l o b i n g l u c o s e g l u t a m i c - p y r u v i ct r a n s a m i n a s e h y p e r a c t i v a t e dm o t i l i t y h i i g h - d e n s i t yl i p o p r o t c i i lc h o l e s t e r o l l a c t a t ed e h y d r o g e n a s e 0 中文 c h i n e s en a m e 白蛋白 碱性磷酸酶 内源脱落酸 回补作用 氨基酸比分 苯二氮 尿素氮 过氧化氢酶 胆固醇酯 胆碱酯酶 肌酸激酶 乳糜微粒 中枢神经系统 肌酐 必需氨基酸 必需氨基酸指数 游离脂肪酸 t 氨基丁酸 y 一氨基丁酸转氨酶 谷氨酸脱羧酶 球蛋白 葡萄糖 谷丙转氨酶 超激活运动 高密度脂蛋白胆固醇 乳酸脱氢酶 华中农业人学2 0 0 6 年博j ：学位论文 l d l c u m l o i c m d a n e a a p o d p b r o s s c f a s f a s o d s s a d h t a a t c a t c o l t e a a t g t p u a u f a v l d l c l o w - d e n s i t yl i p o p r o t e i nc h o l e s t e r o l l o n g t e r mp o t e n t i m i o n l i g a n d - g a t e di o nc h a n n e l m a l o d i a l d e h y d e n o n e s s e n t i a ia m i n oa c i d p c r o x i d a s e p r o t e i nb o d y r e a c t i v eo x y g e ns p e c i e s s h o r tc h a i nf a t t ya c i d s a t u r a t e df a t t ya c i d s u p e r o x i d ed i s m u t a s e s u c c i n i c s e m i a l d e h y d ed e h y d r o g e n a s e t o t a lm l t i n oa c i d t r i c a r b o x y l i ca c i dc y c l e t o t a lc h o l e s t e r o l t o t a le s s e n t i a la m i n oa c i d t r i g l y c e r i d e t o t a lp r o t e n t u r i c a c i d u n s a t u r a t e df a t t ya c i d v e r yl o w - d e n s i t yl i p o p r o t e i nc h o l e s t e r o l 低密度脂蛋白胆固醇 长时程增强 门控离子通道 丙二醛 非必需氨基酸 过氧化物酶 蛋白体 活性氧 短链脂肪酸 饱和脂肪酸 超氧歧化酶 琥珀酸半醛脱氢酶 总氨基酸 三羧酸循环 总胆固醇 总必需氨基酸 甘油三酯 总蛋白 尿酸 不饱和脂肪酸 极低密度脂蛋白胆固醇 华中农业大学学位论文独创性， i i u j 及使用授权书 学化论文 悉 如需保密，解密f 1 j 阃年月日 是否保密 独创性声明 本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成 果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发 表或撰写过的研究成果，也不包含为获得华中农业大学或其他教育机构的学位或证书 而使用过的材料，指导教师对此进行了审定与我一同工作均同志对本研究所做的任 何贡献均已在论文中做了明确的说明，并表示了谢意。 研究生签名：乏甲易杨时间：加年，乒月衫日 学位论文使用授权书 本人完全了解“华中农业大学关于保存使用学位论文的规定”，即学生必须接 照学校要求提交学位论文的印刷本和电子版本；学校有权保存提交论文的印刷版和电 子版，并提供目录检索和阅览服务，可以采用影印缩印或习描等复制手段保存汇 编学位论文。本人同意华中农业大学可以用不同方式在不同媒体上发表传播学位论 文的全部或部分内容 注：保密学位论文在解密后适用于本投权书。 鲐芝f 彩别嗽：钶髟函 签名日期：乃彩年f 三月刁日签名日期：z 咙菇年，z 月夕。日 注：请将本表直接装订在学位论文的扉页和目录之间 华中农业人学2 0 0 6 年博l ：学位论立 摘要 稻谷砻谷后的糙米虽然营养丰富，但蒸煮性和适口性等较差，且脂肪含量高， 长期贮藏易酸败而导致品质下降。糙米加工精米的过程中造成了大量的营养损失 因此，在传统稻谷加工基础上，结合现代生物技术对糙米进行深加工是今后稻谷及 其制品深加工的主要发展趋势之一。 发芽糙米是糙米发芽至适当长的芽体，主要由幼芽和带种皮的胚乳构成，富含 许多生物活性物质如丫- 氨基丁酸( g a m m aa m i n o b u t y r i ea c i d , g a b a ) ，是一种具有 全营养概念、特殊营养价值的功能性主食。本研究在糙米发芽后组织化学、理化特 性的变化以及丫氨基丁酸( g a b a ) 富集探索基础上，进一步探讨g a b a 对小鼠体 内糖类、脂类和蛋白质代谢的影响。旨在从宏观和微观揭示糙米发芽过程中发生的 变化，评价发芽糙米的营养价值；筛选富含g a b a 发芽糙米制备的工艺条件；开发 富含g a b a 发芽糙米及其制品。 1 糙米发芽过程中营养成分及抗营养因子、碳水化合物组成及其相关酶 活性的变化 一- 目的：研究不同品种糙米发芽过程中营养成分和植酸含量、碳水化合物组成及 相关酶活性的变化。方法：i i 优8 3 8 、川香优2 号、江镇粳糯和香粳9 9 糙米分别在 3 5 下发芽6 0 h ，每间隔1 2 h 取样并进行化学分析。结果：不同品种糙米发芽过程 中淀粉、直链淀粉、支链淀粉和抗营养因子植酸含量均呈下降趋势，其他营养成分 先上升后下降。总淀粉酶活力、n 淀粉酶活力先增加后降低。4 个品种糙米发芽2 4 h 时抗坏血酸含量最高；赖氨酸含量约是发芽i j i 的3 倍，除江镇粳糯在发芽2 4 h 晟高 外，其余3 个品种均在发芽3 6 h 达到峰值。色氨酸含量除i i 优8 3 8 在发芽4 8 h 最高 外，其余3 个品种在发芽3 6 h 达到峰值，约是发芽前的2 倍。i i 优8 3 8 和川香优2 号糙米可溶性蛋白、游离氨基酸和还原糖的含量在发芽3 6 h 达到峰值，江镇粳糯和 香粳9 9 的峰值则出现在发芽4 8 h 。其中，籼稻糙米( i i 优8 3 8 和川香优2 号) 糙米 发芽3 6 h 时，还原糖和可溶性糖含量、总淀粉酶和小淀粉酶活力达到高峰，而粳稻 糙米( 香粳9 9 ) 和糯稻糙米( 江镇粳糯) 高峰值则出现在发芽4 8 h 时。结论：发芽 可提高糙米营养成分的含量，降低抗营养因子植酸的含量：并通过影响糙米淀粉酶 的活性，改善碳水化合物的组成，有利于糙米品质的改善。 2 发芽对糙米蛋白质及氨基酸组成特性的影响 目的：研究发芽过程中糙米蛋白质和氨基酸含量和组成特性的变化，并与精米 和糙米比较，评价发芽糙米蛋白质的营养价值。方法：糙米在3 5 c 下发芽4 8 h ，每 隔6 h 取样并进行化学分析。结果：发芽可以增加糙米蛋白质、总氨基酸和必需氨基 发芽糙米纽织化学、卜氰堆丁陵宫集及生理功效的研究 酸的含量，必需氨基酸指数提高。发芽过程中清蛋白和谷蛋白含量均呈上升趋势， 球蛋白含量呈下降的趋势。除发芽2 4 h 外，醇溶蛋白的含量在整个发芽期间也呈现 增加趋势，增加的蛋白质主要是谷蛋白各发芽阶段糙米的必需氨基酸和总氨基酸 的比值均大于5 5 。i g 种氨基酸中有1 2 种的含量在发芽2 4 b 最高。发芽后赖氨酸 和苏氨酸的含量增加较明显，但仍是限制性氨基酸；丝氨酸，谷氨酸、精氨酸和组 氨酸含量均有所增加。发芽2 4 h 时必需氨基酸指数最大，与f a o w h o 模式相比， 必需氨基酸组成模式更加合理。结论：发芽可以提高糙米蛋白质的营养价值，改善 籼稻米的品质，其中以发芽2 4 h 为宜。 3 发芽对糙米淀粉理化特性和超微结构的影响 目的：研究发芽对糙米淀粉理化特性和超微结构的影响。方法：以未发芽、发 芽1 2 h 、2 4 h 、3 6 h 的糙米为原料提取淀粉，并对淀粉及其组分含量、淀粉糊的透明 度、凝沉性质、冻融稳定性、酶解率以及粘度等进行分析。结果：糙米发芽后淀粉 及其组分的含量、淀粉糊的酶解率以及淀粉糊的粘度均降低；淀粉糊的透明度和冻 融稳定性均增强；凝沉稳定性、糊化温度和淀粉颗粒超微结构变化不明显。结论： 发芽对糙米淀粉的理化特性具有一定的改善作用。其中发芽2 4 h 的糙米淀粉的理化 特性变化最明显。 4 糙米发芽过程中g a b a 富集的研究 目的：研究不同浸泡剂对糙米发芽过程中y 氨基丁酸富集的影响。方法：采用 蒸馏水、c a c l 2 溶液和壳聚糖溶液浸泡糙米，并通过控制不同的发芽温度( a ：2 5 ， 3 5 4 5 ) 发芽时间( b ：1 2 h 2 4 h ，3 6 h ) 和p h ( c ：5 6 、7 0 ，8 4 ) 的j 下交 试验设计【l “3 知，研究y 氨基丁酸富集的适宜条件。结果：( 1 ) 蒸馏水浸泡的糙米 在发芽2 4 h 前其g a b a 的含量呈现增加的趋势，发芽2 4 h 达到高峰，然后g a b a 含量呈下降趋势；各发芽阶段糙米中g a b a 含量均高于糙米和精米。( 2 ) 随着发芽 时间的延长，o 1 c a c l 2 溶液浸泡的糙米中g a b a 含量呈逐渐增加趋势，而o 5 c a c l 2 溶液浸泡的糙米中g a b a 含量先增加后降低转而又增加，两种浓度下发芽4 2 h 时g a b a 均达到峰值，但低浓度下g a b a 的峰值高于高浓度。( 3 ) 随着发芽时间 的延长，0 1 、0 3 和o 5 壳聚糖浸泡后糙米发芽2 4 h 内g a b a 含量呈逐渐增加 趋势，2 4 h 后g a b a 含量逐渐减少；3 种浓度下糙米发芽2 4 h 时g a b a 均达到峰值， 在整个发芽期间，壳聚糖浓度高低与糙米中g a b a 含量呈正相关。( 4 ) 三因素三水 平正交设计试验结果表明，p h 为5 6 时g a b a 富集效果明显。各因素水平对g a b a 含量的影响从主到次的顺序为c a b 。结合前面系列实验结果综合考虑，选择各因 素的最佳水平组合为a 3 8 2 c l ，即发芽温度为4 5 、发芽时i 日l 为2 4 h 、发芽p h 为5 6 。 结论：蒸馏水、低浓度的c a c l 2 和壳聚糖浸泡均有利于糙米发芽过程g a b a 的富集； 华中农业人学2 0 0 6 年阱l ：学位论文 p h 值是影响发芽糙米g a b a 富集的主要因素，其中酸性环境有利于g a b a 的富集， 其次是发芽温度，再次是发芽时间。 5 小鼠体内g a b a 生理功效的研究 目的：通过分析g a b a 对小鼠体内血清、肌肉和肝脏中与糖类、脂类和蛋白质 等代谢相关的生理生化指标的影响，探讨小鼠体内g a b a 的生理功效。方法：5 6 只体重2 2 9 左右的4 w 雄性昆明种小鼠( p o 0 5 ) ，随机分成4 组，每组设2 个重复， 每个重复7 只，分别为c k 组( 对照组，g a b a 量为零) 、a 组( 低剂量组，o a b a 量为1 2 5 r a g l ) 、b 组( 中剂量组，g a b a 量为1 2 5 r a g l ) 和c 组( 高剂量组，g a b a 量为 2 5 0 r a g l ) 。饲养2 d 后每天早晨o 2 m l 只空腹灌胃，连续i $ d ；每周末清晨 空腹称重一次；屠宰l ； 禁食1 2 h ，眼球取血，分离血清；并迅速处死，取其肝脏和 肌肉，分析肝脏和肌肉中蛋白质、脂肪和胆固醇的沉积以及血清生理生化指标。结 果：( 1 ) 每周末各g a b a 组小鼠的平均体重均高于c k 组( 胪o 0 5 ) ；c 组小鼠的 平均体重最大，但与其他各组间差异不显著( 胪0 0 5 ) 。( 2 ) 与c k 组相比，各g a b a 组小鼠肝脏和肌肉中蛋白质含量均增加，以b 组肝脏和肌肉中蛋白质含量最高，但 各组小鼠肌肉中蛋白质的沉积差异不显著( p o 0 5 ) ；而b 组肝脏中蛋白质的沉积显 著高于c k 组( p o 0 1 ) 、a 组( p o 0 5 ) 和c 组( p o 0 5 ) 。( 3 ) 与c k 组相比，各 o a b a 组小鼠肝脏和肌肉中胆固醇含量均下降，但各组问差异不显著( 矿o 0 5 ) 。其 中肝脏胆固醇以b 组最低，而肌肉中以c 组最低。各g a b a 组小鼠肝脏脂肪含量 也均有所降低，但各组白j 差异不显著( 胪o 0 5 ) ，其中以b 组最低，比对照组降低 2 2 5 个百分点；而肌肉中脂肪的沉积却加强，其中b 组沉积量最大，高于c k 组 ( p o 0 1 ) 、a 组( p o 0 5 ) ，其中a 组的o l u 最低，b 组 的g 最低。各g a b a 组的b u n 、c r e a 、b u n c r 与c k 组相比增减不一，其中 c 组的这三个指标均高于c k 组( 口 0 0 5 ；p 0 0 5 ) ，而a 组和b 组的均低 于c k 组( p 加0 5 ；p 0 0 5 ；p 0 0 5 ) ，此外，c 组的b u n 也高于a 组( p o 0 5 ) 和 b 组( p o 0 5 ) 。c 组( p o 0 1 ) 、a 组( p o 0 5 ) 和b 组( p o 0 5 ) 、c 组( p 0 0 5 ) 和b 组( p a b c o n s i d e r i n gr e s u l t so fa l ls e r i e sa saw h o l e t h e o p t i m u mc o n d i t i o no fg a b a a c c u m u l a t i o ni nt h ep r o c e s so fb r o w nr i c eg e r m i n a t i o nw a g a 3 8 2 c i ，n a m e l y4 5 ，2 4 ha n dp h 5 6 c o n c l u s i o n ：d i s t i l l e dw a t e r , l o wc o n c e n t r a t i o n c a c l 2s o l u t i o na n dc h i t o s a na l lc a ne n h a n c eg a b aa c c u m u l a t i o no fb r o w nr i c ei n g e r m i n a t i o n p hi s t h ek e yf a c t o r a f f e c t i n gg a b aa c c u m u l a t i o n , w h i l es e c o n d i s g e r m i n a t i o nt e m p e r a t u r ea n dt i m e t h et l l i r d a c i dc o n d i t i o nc a rp r o m o t eg a b a a c c u m u l a t i o n 5p h y s i o l o g i c a lf u n c t i o n so fg a b ao nm i c e p u r p o s e ：i n v e s t i g a t i o no fp h y s i o l o g i c a lf u n c t i o n so fg a b a o nm i c eb ya n a l y z i n g t h ee f f e c t so nb i o c h e m i c a lp a r a m e t e r sc o r r e l a t i v et ot h em e t a b o l i s mo f c a r b o h y d r a t e ，l i p i d a n d p r o t e i ni nm i c es e r u n l , m u s c l ea n dl i v e r m e t h o d ：5 6m a l ek u n m i n g m i c eo f 4 w - o l d a n dw e i g h i n ga b o u t2 2 9 够 o 0 5 ) w e r er a n d o m l yd i v i d e di n t o4g r o u p s ，a n de a c hg r o u p c o n s i s t e do f1 4 a n d7o fp e rg r o u ps e r v i n gf o ro n er e p e a t 1 1 1 eg r o u p sw e r en a m e d 鹤 g r o u pc k ( c o n t r o lg r o u p , 0 m g lg a b a ) ，g r o u pa ( 1 0 wd o s e ，1 2 5 m g lg a b a ) ，g r o u p b ( m i d d l ed o s e ，1 2 5 m g lg a b a ) a n dg r o u pc ( h i g hd o s e ，1 2 5 0 m g lg a b a ) a f t e rt w o d a y sb r e e d i n g e a c hm o u s ew a sf i l l e di ns t o m a c hw i t ho 2 m lg a b a f o r18 da tl i m o s i s s t a t ce v e r ym o r n i n g a n dw a sw e i g h e de v e r yw e e k e n dm o r n i n gu n d e rl i m o s i ss t a l e w i t h 7 发芽糙米组织化学、卜氨摹丁酸富集及生理功效的研究 1 2 - h o u rf a s t i n gb e f o r es l a u g h t e r , t h eb l o o ds a m p l ew a st a k e nf r o me y e b a l lt os e p a r a t e s e l a l n l r i g h t a 】f l e fs l a u g h t e r i n g t h el i v e ra n dm u s c l ew e 托s a m p l e dt od e t e r m i n et h e d e p o s i to fp r o t e i n , f a t , c h o l e s t e r o la n db i o c h e m i c a lp a m m e t e r si n l n m r e s u l t ：( 1 ) e v e r yw e e k e n d , a v e r a g ew e i g h to fa l lg a b ag r o u p sw a sh i g h e rt h a nt h a to fg r o u pc k o 0 5 ) a n dg r o u pcw a sh i 曲e s t a te v e r ys t a g e , t h o u g ht h ed i f f e r e n c ew a sn o t s i g n i f i c a n tf r o mo t h e rg r o u p sp 0 0 5 ) ( 2 ) c o m p a r e d 、v i t l lg r o u pc i lt h ep r o t e i nc o n t e n t o fl i v e ra n dm u s c l eo fe a c hg a b ag r o u pm i c ei n c r e a s e da n dg r o u pbw a st h eh i g h e s t ， t h o u g ht h ed e p o s i td i f f e r e n c ei nm u s c l ew a sn o ts i g n i f i c a n ta m o n gg r o u p sp o 0 5 ) t h e d e p o s i to f p r o t e i ni nl i v e ro f g r o u pb w a ss i g n i f i c a n t l yh i g h e rt h a ng r o u pc kp 0 0 5 ) t h o u g hw i t h o u ts i g n i f i c a n t d i f f e r e n c ea m o n gg a b ag r o u p s t h ec h o l e s t e r o lc o n t e n to fg r o u pbw a st h el o w e s ti n l i v e rw h i l eg r o u pcw a st h el o w e s ti nm u s c l e t h ec o n t e n to ff a ti nl i v e ro fe a c hg a b a g r o u pd e c r e a s e d o 0 5 ) t h o u g hw i t h o u ts i g n i f i c a n td i f f e r e n c ea m o n gg r o u p s ，w h i l e g r o u pb w a st h el o w e s ta n d2 2 5p e r c e n t a g ep o i n tl o w e rt h a ng r o u pc k t h ed e p o s i to f 雠i nm u s c l ee n h a n c e d ，w h i l eg r o u pbw a st h eh i g h e s t ，a n dt h a to fg i o u pa p 0 0 5 ) t h eg l o b 、h d l - c c o n t e n ta n dc k a c t i v i t yo fg r o u pb w e r eh i g h e s t t h ec o n t e n to fu aa n da c t i v i t yo fc h e ， l d h 、a l to fg r o u paw e r eh i g h e s t t h et gc o n t e n to f g r o u pcw a sh i g h e s t c o m p a r e d t og r o u pc ka gv a l u ea n dg l uc o n t e n to fe a c hg a b a g r o u pr e d u c e d ，b u tw i t h o u t s i g n i f i c a n td i f f e r e n c ea m o n gg r o u p s ( 舢0 5 ) g l ua n da gw e r el o w e s tf o rg r o u pa a n d g r o u pb ，r e s p e c t i v e l y t h ec o n t e n tv a r i a t i o no fb u n ，c r e aa n db u n c rw a sn o t r e g u l a rw h i l eg r o u pc w e r eh i g h e rt h a nt h o s eo fc kg r o u p ( 卿0 5 ；p o 0 5 ；p 0 0 5 ) t h e b u nc o n t e n to fg r o u pcw a sh i g h e rt h a nt h a to fg r o u pa ( p o 0 5 ； p 0 0 5 ；p 0 0 5 ) c h o lc o n t e n to fg r o u pc 驴 o 0 1 ) ，a0 2 o o s ) c o m p a r e dt og r o u pc k , l d l - cc o n t e n to fg r o u pcq o o s ) ，bq o 0 5 ) a 1 1 i n c r e a s e d c o n c l u s i o n ：g a b a 啪e n h a n c a ：m i c eg r o w t h , s u e n g t h e nt h es y n t h e s i sa n d d e p o s i to fp r o t e i ni nm u s c l ea n dl i v e r , r e d u c ec h o l e s t e r o ld e p o s i t i o na n dc o n t e n to ff a ti n l i v e ra n da l s ob o o s tt h ed e p o s i t i o no f f a ti nm u s c l e k e y w o r d s ：g e r m i n a t i n gb r o w nd c e ，n u t r i e n t , p h y t i ca c i d , s t a r c hp h y s i c o c h e m i c a l p r o p e r t y , g a m m aa m i n o b u t y f i ca c i d , s e r u mp r o p e r t y , m o u s e 9 发芽糙米纽织化学、7 - 氨幕丁限富集及生理功效的研究 第一章文献综述 l 引言 t 氨基丁酸( g a 肌ma m i n o b u t y r i ca c i d ，g a b a ) 是一种非蛋白质氨基酸，常以 自由态形式广泛分布于原核生物和真核生物中。早期研究发现马铃薯块茎中含有 g a b a 。随后又发现，g a b a 广泛存在于细菌、真菌、藻类、藓类、蕨类和有花的 植物中。g a b a 在胞液中形成类似于脯氨酸的环状结构( c h r i s t e n s e n , 1 9 9 4 ) 。g a b a 也是哺乳动物、甲壳类动物、昆虫和某些寄生蠕虫神经系统中重要的抑制性神经递 质，参与体内许多生理代谢过程。 2 植物体内y 氨基丁酸研究进展 g a b a 在植物鲜样组织中含量较低，约为0 0 3 p m o l g - 2 o o p m o 垤( r h o d e sc ta 1 ， 1 9 8 6 ；f o u g e r e e ta l 。1 9 9 1 ) 。s a t y a n a r a y a n 等( 1 9 9 0 ) 和穆小民等( 1 9 9 4 ) 研究烟草植 株发现，其营养组织没有g a b a ，而开花器官中g a b a 含量很高，提出植物中的g a b a 分布有差异；而后周翔( 2 0 0 4 ) 却报道，玉米幼苗根、茎和叶中均有g a b a ，其分 布没有明显的组织和器官的特异性。植物体i 勾g a b a 的含量虽然不高，但处于逆境 状态下却显著增加( s t r c c t e r , 1 9 7 2 a ；w a l l a c ee ta 1 ，1 9 8 4 ；b r o w ne ta 1 ，1 9 8 9 ； s a t y a n a r a y a ne ta 1 。1 9 9 0 ；p e r e z - a l f o c e a , 1 9 9 4 ；b r o w n e ta 1 ，1 9 9 7 ；s e r r a je ta 1 ，1 9 9 8 ) 。 这种变化说明，g a b a 在调节植物的生长发育、信号传递、胞质p h 以及缓解逆境胁 迫中发挥重要的生理功能。 2 1 植物体内g a b a 的合成与代谢 2 1 1 植物体内g a b a 的合成与代谢途径 高等植物中g a b a 的生物合成与转化主要通过谷氨酸的脱羧反应和多胺的降解 两条途径。其中，谷氨酸的脱羧反应是g a b a 合成的主要途径( s 骶c t 1 9 7 2 a ；1 9 7 2 b ； t s u s h i d ae ta 1 ，1 9 8 7 ) 。其次，多胺降解的中自j 产物也可转化为g a b a ( t i b u r c i oe ta 1 ， 1 9 9 7 ；b h a m a g a re ta 1 ，2 0 0 1 ) 。 g a b a 在植物体内可经转氨和氧化作用形成琥珀酸，进入三羧酸循环 ( t f i c a r b o x y l i ca c i dc y c l e ，t c a ) 。参与g a b a 生物合成与转化的酶主要有谷氨酸脱羧 酶( g l u t a m a t ed e c a r b o x y l a s e ，g a d ) 、g a b a 转氨酶( g a b at r a n s a m i n a s e , g a b a t ) 和琥珀酸半醛脱氢酶( s u c c 岫cs e m i a l d e h y d ed e h y d r o g e n a s e ，s s a d h ) 。这三种酶在 不同程度上调节植物体内g a b a 的合成与代谢( 图l i ，t i b u r c i oe ta 1 ，1 9 9 7 ；s h e l pe t a l 一1 9 9 9 ) 。 1 2 华中农业人学2 0 0 6 年博l ：学位论文 啪丁厂岔一 糟胺 0 2 + 1 1 2 0h 2 m 二氨丙烷- - - p - 丙氨蕞 1 ( 3 - 丙氨墓) 二毗咯噼 多胺氯化量 图1 1g a b a 转化及与其它代谢途径的关系 f 嘻i - 1 t h er e l a t i o n s h i pb e 帆ng a b at r a n s f o r m a t i o na n do t h e rm e t a b o l i cw a y 2 1 2 植物体内g a b a 合成与代谢的调节 2 1 2 1 酶的调节作用 g a d 位于胞质中( s a t y a n a r a y a nc t a l ，1 9 8 5 ；b r e i t k 碍u z e t a l ，1 9 9 5 ) ，是g a b a 生 物合成的限速酶( g a l e ，1 9 6 6 ；l i ue t a l ，2 0 0 5 ) ，其催化g a b a 的合成是通过胞质酸化 以及随后发生的g a d 被激活来实现的( s n e d d e ne ta 1 1 9 9 2 ) 。植物中的g a d 还可被 c a 2 + c a m 激活，促进g a b a 的生物合成( k n i g h t e ta 1 1 9 9 1 ；p e r e z - a l f o c e a , 1 9 9 4 ；l i n g e ta 1 ，1 9 9 4 ；a u r i s a n oe ta 1 ，1 9 9 5 ；c h o l e w ae ta 1 ，1 9 9 7 ；s h e l pe ta 1 ，1 9 9 9 ；s u k h e u n g ， 2 0 0 3 ；l i ue ta 1 ，2 0 0 5 ) 。底物谷氨酸浓度的大小对g a d 的活性有调节作用。长期限制 谷氨酸合成( s a t y a n a r a y a n e ta 1 ，1 9 9 0 ) 或提高谷氨酸水平( c h u n ge t a l ，1 9 9 2 ；c h o l e w a e ta 1 ，1 9 9 7 ；h e e d o n 2 0 0 4 ) ，增加胞质g a d 附近底物的浓度，均可促进g a b a 的合成。 g a b a t 有两种类型即g a b a ：丙酮酸转氨酶和g a b a ：a 一酮戊二酸转氨酶 ( s t r e e t e r , 1 9 7 2 b ) 。有人认为g a b a t 位于线粒体中( s t r e e t 盯, 1 9 7 2 b ) ，而有人提出 g a b a t 分布于细胞质和线粒体中( 穆小民，1 9 9 6 ) 。后来人们研究发现，g a b a ： 丙酮酸转氨酶只存在于线粒体中，而g a b a ：a - 酮戊二酸转氨酶在线粒体和细胞质中 均有分布( b r e i t k r e u ze ta 1 。1 9 9 5 ) 。g a b a - t a 活性下降，影响g a b a 的代谢，促进 g a b a 的积累。 s s a d h 催化g a b a 转化的最后一步反应。它以n a d + 为辅酶，使s s a 不可逆地氧 化成琥珀酸，将g a b a 的代谢与t c a 联系起来。s s a d h 存在于线粒体内( b u s c h ， 1 9 9 9 ) ，该酶对n a d h n a d + 的大小以及腺苷酸的组成高度敏感( w i g g ee ta 1 ，1 9 9 3 ) 。 发芽糙米纽织化学、t - 氦幕丁陵亩集及生理功效的研究 当n a d h n a d + 增加，a d p 转化为a t p 时，s s a d h 活性下降，导致其催化的反应减 弱，进而影响到g a b a 的代谢( 田小磊等，2 0 0 2 ) 。 2 1 2 2 其他因素的调节作用 除以上三种关键酶影响g a b a 的代谢外，二胺氧化酶和多胺氧化酶活性的提高 可促进多胺的降解，有利于植物体内g a b a 的合成和积累( p e r e z a m a d o r , 1 9 9 5 ) 。植 物细胞质p h 的变化对g a b a 的合成与代谢有定的调节作用( c r a w f o r de la 1 ，1 9 9 4 ； c a r r o l le t a l ，1 9 9 4 ) 。胁迫条件下，胞质c a 2 + 浓度上升( k n i g h t e t a l ，1 9 9 1 ；c r a w f o r de t a 1 ，1 9 9 4 ；c a r r o l le ta 1 ，1 9 9 4 ；s h e l pe ta 1 ，1 9 9 9 ) 、内源脱落酸( a b s c i s i ca c i d ，a b a ) 也促 进g a b a 的累积( m a l i k e t a l ，1 9 8 2 ；周翔等，2 0 0 5 ) 。 2 1 2 3 细胞区域化作用 细胞区域化作用是调节g a b a 积累的另外一种潜在机制( 图l - 2 ，s h e l p 耽a 1 。 1 9 9 9 ) ，主要通过分隔g a b a 的合成和代谢实现的。有研究表明，g a b a 可以在细胞 内和细胞问运输( c h t m ge t a l ，1 9 9 2 ；b r e i t k 陀u z e t a l ，1 9 9 5 ) 。 g a b ag a b a逆境 p z 氯肇糟遇j 蠡髓：i r - f f ：脯氟啦转远体：? ：实验血持很运输步冀不请越： “挑谷氧艟股赡醴：6 i u ：爷钒瞳：s s ：琥珀馥半畦i 图1 2g a b a 的生物和非生物胁迫调节以及在细胞内和细胞间的运输 f i g 1 - 2b i o l o g i c a la n da b i o l o g i c a ls t r e s sr e g u l a t i o n a n dg a b a t r a n s p o r t a t i o nb e t w e e n i n t r a c e l l u l a ra n di n t e r c e l l u l a r 1 4 华中农业人学2 0 0 6 年博i 二学位论文 2 2 植物体内g a b a 主要生理功能 2 2 1 参与信号传导和缓解逆境胁迫 植物体p q g a b a 重要的生理功能主要是参与信号传导和缓解逆境胁迫。研究发 现，植物在低氧( r o b e r t sc ta 1 ，1 9 9 2 ；a u r i s a ne ta 1 ，1 9 9 5 ；r c g g i a n ie ta 1 ，2 0 0 0 ；高洪 波等，2 0 0 4 ) 、冷害( w a l l a c ee ta 1 ，1 9 8 4 ) 、机械刺激( k n i g h te ta 1 ，1 9 9 1 ；r a m p u t hc t a 1 ，1 9 9 6 ) 、热胁迫( m a y e re t a l ，1 9 9 0 ) 、水分胁迫( h e b c re t a l ，1 9 7 1 ) 、盐胁迫( 周 翔等，2 0 0 5 ；b o l a r i ne ta 1 ，1 9 9 5 ) 、干旱( r a g # ，1 9 9 4 ) 、风雨( k i n n e r s l e y , e ta 1 ，2 0 0 0 ) 以及受病原微生物侵害( h a m m o n d k o s a