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十字花科植物是最古老的种植植物之一,有着悠久的历史。一直以来,十字花科植物在世界各地都有种植,被用作生物燃料、食用油、生物熏蒸剂、人类的食物以及动物饲料等。常见的十字花科蔬菜有大白菜(Brassica.rapa ssp.Pekinensis)、卷心菜(Brassica oleracea var.capitata)、菜花(Brassica oleracea var:botrytis)等。十字花科蔬菜普遍含有芥子油苷(glucosinolate),该次生代谢产物有益人类健康,可以降低某些退化性疾病的患病风险。芥子油苷又称硫代葡萄糖苷,是一类由氨基酸衍生的含氮、含硫的植物次生代谢产物。目前,芥子油苷在植物中的生物学作用已被广泛研究,它在十字花科植物与环境的相互作用中以及对人类健康等方面具有重要意义。作物中的芥子油苷主要有三类,分别是脂肪族芥子油苷、芳香族芥子油苷和吲哚族芥子油苷。目前,模式植物拟南芥芥子油苷的生物合成途径以及芥子油苷合成的调控途径已有很透彻的研究。然而针对大白菜中芥子油苷合成情况的研究并不多。因此本实验通过将大白菜中与吲哚族芥子油苷合成相关的BrMYB51-1,BrMYB51-2,BrMYB34-2基因转入十字花科模式植物拟南芥中,研究这三个基因对吲哚族芥子油苷合成调控的作用。通过分别与拟南芥的同源基因进行氨基酸序列比对分析得知,大白菜中的各基因与拟南芥中同源性很高。将BrMYB51-1,BrMYB51-2,BrMYB34-2基因分别转入拟南芥,发现各转基因植株中吲哚族芥子油苷的含量明显增加,吲哚族芥子油苷合成相关基因的表达量也有明显增加,色氨酸合成相关的基因ASAI、TSB1的表达量也有所增加；各转基因植株中脂肪族芥子油苷含量略有降低,同时,脂肪族芥子油苷合成相关基因MAM1和CYP81F2的表达量有所降低,而CYP83A1基因的表达量略有增加。表明BrMYB51-1, BrMYB51-2,BrMYB34-2基因能够通过调控拟南芥吲哚族芥子油苷生物合成基因和色氨酸生物合成基因的表达,进而调控拟南芥吲哚族芥子油苷的合成,而吲哚族芥子油苷含量的增加伴随着脂肪族芥子油苷合成的略微降低。此外,对BrMYB34-2转基因植株进行5MT处理,结果发现,与野生型植株根的生长受5MT抑制的情况相反,转基因植株根的生长对5MT不敏感,表明BrMYB34-2基因可间接影响生长素的合成。