褐藻酸寡糖诱导大豆抗毒素合成机理及对大豆营养品质影响研究

大豆抗毒素glyceollin是外源激发子诱导大豆生成的一种植物抗毒素。由于其对人体健康尤其在抑制癌细胞生长方面具有特殊的功效，近来得到极大的关注。本项目是在前期研究工作的基础上，针对褐藻酸寡糖可以诱导大豆产生高表达量的大豆抗毒素glyceollin这一现象，采用代谢组学等研究方法，研究褐藻酸寡糖与大豆抗毒素glyceollin累积之间的相互关系，褐藻酸寡糖的诱导调控机制，尤其是褐藻酸寡糖组成和分子特性与大豆体内合成大豆抗毒素glyceollin关键控制酶的表达及大豆抗毒素glyceollin生成的内在联系，探索褐藻酸寡糖激发诱导大豆中大豆抗毒素glyceollin的生物合成路径，同时研究大豆抗毒素glyceollin生成过程对大豆营养品质和加工特性的影响，建立相应的构效关系。本研究成果可为大豆高值化加工和褐藻酸寡糖的进一步开发利用奠定坚实的理论基础，具有重要的科学意义。

大豆抗毒素Glyceollin是外源激发子诱导大豆生成的一种植物抗毒素。由于其对人体健康尤其在抑制癌细胞生长方面具有特殊的功效，近来得到极大的关注。本项目按照任务书的要求，取得研究成果如下：.（1）高速逆流色谱（HSCCC）和制备型HPLC分离制备大豆抗毒素的研究.为了快速大量的制备得到大豆抗毒素，我们首次尝试采用制备型高速逆流色谱对诱导后大豆产生的大豆抗毒素进行了分离纯化，纯度达到89%以上。同时采用Waters 600E制备型高效液相色谱系统对诱导后的大豆抗毒素粗品进行分离纯化，纯度达到93.9%。.（2）褐藻酸寡糖不同组分制备及其诱导大豆生成大豆抗毒素的效果研究.以强碱性阴离子交换树脂Dowexl×8为介质，50%(v/v)乙酸为洗脱液，常压柱层析分离褐藻酸寡糖，得到不同聚合度的单一组分。分别以分离纯化得到的褐藻酸单糖、褐藻酸二糖、褐藻酸三糖、褐藻酸四糖为诱导子，进行大豆生成大豆抗毒素效果的实验研究。研究结果表明，1%褐藻酸二糖的诱导效果最为显著。大豆抗毒素的累积量可达1.2339 mg•g-1大豆干重。.（3）源于土壤的产褐藻酸菌Azotobacter vinelandii诱导大豆生成大豆抗毒素效果的实验研究.筛选到一株源于土壤的产褐藻酸菌Azotobacter vinelandii ACCC-10087，结构鉴定（UPLC-MS、NMR）明确了A.vinelandii产的菌外多糖化学结构为褐藻酸，经培养条件优化，可生成1.39 mg/mL的褐藻酸(分子量8.91 x 105)。以该微生物源的褐藻酸为诱导子诱导大豆，能够生成大豆抗毒素glyceollin I、glyceollin II和glyceollin III。经30μL褐藻酸诱导的大豆在温度30℃、湿度40%、黑暗中培养4天时，大豆中的glyceollins生成量达到1.775 mg/g。.（4）褐藻酸寡糖诱导大豆生成大豆抗毒素过程中大豆营养成分变化状况的研究.明确大豆抗毒素合成过程与大豆营养成分之间的变化规律，主要检测了大豆抗毒素诱导过程中大豆中的氨基酸、糖类、黄酮类物质以及脂肪酸等营养成分的变化。研究发现，大豆在诱导大豆抗毒素的过程是一个耗能过程，大豆中的糖类、蛋白质、脂肪等三大类营养物质均在此过程中迅速消耗，然而其次生代谢产物如大豆抗毒素以及相关的一系列黄酮类物质却得到迅速的积累。