青花菜起源于地中海东部沿岸,适应性强,在我国可以广泛种植,萝卜硫素是青花菜中重要的含硫次生代谢产物,其具有极强的促进致癌物解毒、抑制癌细胞生长的功效。硒、硫同为第六主族元素,在植物体内的相关代谢过程存在着相似性,且其代谢途径具有竞争协同作用。利用青花菜的富硒特性,研究硒硫互作对青花菜中萝卜硫素合成代谢的调控机制,对高品质青花菜育种具有重要参考意义。本研究采用2个硫水平(1 mM,4 mM)和4个硒水平(0,50,100,150μM)配合处理,对现蕾期青花菜植株进行外源处理,研究硒硫互作对青花菜萝卜硫素合成途径相关基因表达及代谢产物合成的影响。主要研究结果如下:1、采用硒硫组合处理青花菜,分析其花球及叶片总硒总硫含量,结果显示,在青花菜叶片中,低硫条件下,低硒(50μM)剂量能促进硫元素的吸收,高硫条件下,外源硒对硫的吸收没有显著影响;在花球中,外源硒处理对硫元素吸收有抑制效应;表明青花菜对硫元素的吸收具有组织差异性;叶片和花球中总硒含量随外源施硒浓度增加呈线性上升。2、低硫条件下,甲硫氨酸含量随外源硒处理浓度上升而下降,高硫条件下硒处理的影响较小;低硫条件下,外源硒处理使硒甲基硒代半胱氨酸含量上升,而高硫条件下其含量呈先上升后下降的趋势,在100μM硒处理时达到最高。3、低硫条件下,50μM和100μM硒处理对的萝卜硫苷无显著影响,但150μM硒处理显著抑制了萝卜硫苷的积累,高硫条件下外源硒对其没有显著影响;低硫条件下,硒处理显著抑制了吲哚族和芳香族硫苷的积累,高硫条件下外源硒促进了芳香族硫苷的积累;提高硫施用剂量,可有效减轻硒对含硫化合物-硫代葡萄糖苷合成的抑制作用;萝卜硫苷的含量与甲硫氨酸的含量呈显著正相关(r=0.498*),表明外源硒处理会影响硫苷前体物质氨基酸的合成而影响硫苷的合成。4、黑芥子酶活性在外源硒处理下呈先上升后下降的趋势,在高硫和低硫条件下,100μM外源硒处理时黑芥子酶活性都达到最高,相比于空白组,硒处理后黑芥子酶活性都显著提高。萝卜硫素含量在外源硒处理下呈先上升后下降的趋势,且都在100μM外源硒处理时达到不同施硫条件下的含量峰值,4 mM硫和100μM硒处理组合下的萝卜硫素积累最高(5.3μmol/g);黑芥子酶活性与萝卜硫素含量呈显著正相关(r=0.453*),外源硒处理主要影响萝卜硫苷水解酶-黑芥子酶活性,从而影响萝卜硫素的合成。5、选取最佳硒硫组合(Se:100μM;S:4 mM)对青花菜进行处理,分析萝卜硫素积累的时空特性及合成相关基因的时空表达特性,结果显示,硒处理对花球中萝卜硫素合成相关结构基因产生胁迫效应并能抑制其表达,该效应存在时空差异,随处理时间的延长,抑制胁迫效应逐渐减弱;而青花菜根中结构基因的表达得到显著上调;外源硒处理后花球中萝卜硫素积累量上升,且其增长幅度在处理后12 h达到最大,但其MY基因的表达在外源硒处理后第6 h显著上调,表明萝卜硫素在青花菜中的积累与相关基因的表达间具有时空差异。