安徽农业大学揭示BcACS6过表达促进乌菜品质提升

乌菜Brassica campestrisL. ssp.chinensisvar.rosularisTsen et Lee）作为十字花科二年生叶用蔬菜，在秋冬季节广泛食用，富含膳食纤维、钙、铁、维生素及类胡萝卜素，营养价值颇高。当前，随着乌菜产业规模不断扩大，市场对其品质反馈参差不齐，产业需求已从追求产量转向品质调控。游离氨基酸（FAAs）作为关键味觉活性物质，其含量与组成对乌菜风味及感官品质起决定性作用，而1-氨基环丙烷-1-羧酸合酶（ACS）作为乙烯合成限速酶，与氨基酸代谢存在关联，但乌菜中 ACS 家族基因（如BcACS6）如何调控游离氨基酸积累以影响品质，尚不明确。
2025年3月，Vegetable Research在线发表了安徽农业大学园艺学院汪承刚研究员、袁凌云教授团队题为BcACS6 overexpression promotes the accumulation of L-cysteine and L-tyrosine and improves the quality of Wucai的研究文章。该研究通过LC-MS/MS 与 GC-MS/MS 联合分析，在乌菜品质转化的关键时期（34天和46天）鉴定出多种差异积累代谢物，其中 “氨基酸、多肽及类似物” 类别占比显著。
电子舌分析显示，乌菜品质转化前后的主要味觉属性为咸味、涩味和鲜味，且鲜味随品质转化呈上升趋势，咸味与涩味呈下降趋势（图1）。相关性分析进一步发现，L-半胱氨酸与鲜味的相关系数绝对值最高，L-天冬氨酸与涩味相关性最强，L-苯丙氨酸、L-酪氨酸及 γ-氨基丁酸与咸味的相关系数一致且高于其他氨基酸，表明这 5 种氨基酸是影响乌菜关键味觉的核心因子（图1）。
图1 电子舌分析测定的乌菜品质转化前后味觉属性变化
转录组分析筛选出4761个差异表达基因（DEGs），其中BcACS6基因在46天苗龄时显著上调，且其表达量变化与上述5种关键氨基酸含量变化呈显著正相关。qRT-PCR 验证显示，BcACS6在乌菜34-46天苗龄期间表达量先升后降，43天苗龄（低温处理关键节点）达到峰值，同时 ACS 酶活性在46天苗龄时显著高于34天苗龄，提示BcACS6可能通过调控乙烯合成参与氨基酸代谢。为验证BcACS6功能，研究构建其过表达载体并转化拟南芥。结果显示，BcACS6过表达拟南芥（OE、OE#8 株系）中总氨基酸含量显著高于野生型，且 5 种关键氨基酸含量均明显提升，其中野生型中未检测到的L-半胱氨酸在过表达株系中含量分别达1652.77 ng/g和3070.94 ng/g，证实BcACS6可促进L-半胱氨酸和L-酪氨酸积累（图2）。本研究揭示了BcACS6基因调控乌菜氨基酸积累与品质形成的分子机制，为乌菜高品质品种选育提供了关键基因资源与理论依据，对推动秋冬季节叶用蔬菜品质改良具有重要意义。
图2BcACS6过表达验证
团队介绍
安徽农业大学园艺学院已毕业硕士研究生张文英李国良熊梦楠为该论文共同第一作者，安徽农业大学园艺学院汪承刚研究员、袁凌云教授为该论文通讯作者。该研究得到了安徽省重点研发计划基础研究项目（2023z04020005）和国家自然科学基金项目（32272703）共同资助。

中文标题：

BcACS6过表达促进L-半胱氨酸和L-酪氨酸的积累并提升乌菜品质

https://doi.org/10.48130/vegres-0025-0003