钙离子调控绿豆芽苗中植酸降解的研究开题报告

 2022-01-23 20:37:01

1. 研究目的与意义、国内外研究现状(文献综述)

绿豆是人类常食用的豆类之一,其含许多生物活性物质,如香豆素、生物碱、黄酮类化合物等,具有清热解毒、抗菌抑菌、预防癌症和抗肿瘤等作用[1]。此外绿豆中还含有植酸,植酸的结构特性易鳌合钙、铁、锌、镁、磷等元素,不利于人体对矿质元素的吸收,同时植酸盐的存在对蛋白质、碳水化合物、脂肪、维生素的吸收利用也有不利影响[2],但植酸及其降解产物在植物的生长发育和调控细胞的生物学进程中起重要作用[3,4]

钙作为一种重要的矿质元素,一直是相关学科研究的重点。60年代末期,美籍华人张槐耀(1967)在动物细胞中发现钙调素ca2 的多功能受体蛋白后,人们才真正开始对ca2 的作用机理有了深刻的认识,提出了ca2 也可以像camp一样作为细胞信使起作用[5]。70年代后,这种观点在动物细胞上已被大量的实验所证实。80年代以来,也取得了一些初步的证据,说明ca2 在植物细胞中具有类似的作用。植物中ca2 在一系列生理和代谢过程中起第二信使的作用,是一种在多功能调控中刺激应答的媒介物[6]。通常细胞内的钙(总钙)以结合态和自由离子(ca2 )两种形式存在。细胞内的ca2 浓度不能太高,溶质中ca2 浓度如果太高,会与细胞内的磷酸根产生沉淀,而磷酸根是细胞能量及物质代谢所必须的,所以细胞内ca2 浓度过高对细胞有害,甚至会致死。细胞内的钙绝大部分以结合态的形式存在,如与钙结合蛋白、内质网、线粒体、叶绿体,特别是与液泡结合,这些都是细胞内的钙库。钙库中钙含量很高,但游离ca2 浓度不高。ca2 平时以结合态的形式结合在这些细胞器上,它的迅速释放和螯合对维持细胞内ca2 浓度的稳定平衡及ca2 的信使作用起一个很大的钙缓冲作用[7]

植物籽粒发芽时,其植酸含量的降低主要是植酸酶活性增加所致[8]。wang等[9]报道5 mmol/l的ca2 在体外可显著提高香菇中植酸酶的活性[10,11]。peers[12]发现小麦植酸酶亦可被ca2 激活。同时,用gibbins等[13]也发现在ca2 处理下菜豆植酸酶活性升高,但是同样的金属离子无法激活麦麸植酸酶。lolas等[14]报道海军豆植酸酶活性在ca2 在下提髙了11%。但是,有关钙对绿豆芽苗植酸降解的影响较少受到关注。鉴于绿豆芽苗食用的广泛性和植酸的抗营养性,研究ca2 对绿豆芽苗中植酸的降解是很有意义的。

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2. 研究的基本内容和问题

研究目标

1、通过发芽及cacl2溶液、钙通道阻断剂溶液及联合喷淋获得绿豆芽苗。

2、研究不同钙通道阻断剂对植酸降解代谢的影响。

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3. 研究的方法与方案

实验方法

绿豆(秦豆20,江苏省农科院提供,-20℃储存)挑选饱满完整的绿豆籽粒,用浓度为 1.0%的次氯酸钠浸泡消毒 15 min 后,用去离子水清洗6次,然后在 30℃ 下用去离子水浸泡 5 h 后置于自动喷淋发芽机(bx-801,浙江)中, 30℃ 黑暗条件下发芽,每隔 24 h 更换喷淋液。试验设置:以蒸馏水喷淋为对照(ck),6 mm cacl2(ca),0.3 mm lacl3(la),6 mm cacl2 0.3 mm lacl3(la ca),0.2 mm维拉帕米(vp),6 mm cacl2 0.2 mm维拉帕米(vp ca),0.05 mm钌红(rr),6 mm cacl2 0.05 mm钌红(rr ca)为试验组。分别在发芽36h和72h采样。

技术路线

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4. 研究创新点

特色或创新之处

1、关于钙离子通道在植酸降解中作用的研究未见报道;

2、首次建立钙流与植酸降解的关系。

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5. 研究计划与进展

研究计划:

2016.9-2016.10 查询文献,确定实验方案,撰写专业文献综述

2016.11-2017.1 通过发芽及cacl2溶液、钙通道阻断剂溶液及联合喷淋获得绿豆芽苗。研究不同钙通道阻断剂对植酸降解代谢的影响。研究不同钙通道阻断剂对钙的亚细胞分布的影响;

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