昼夜节律依赖的UV-B胁迫反应揭示了日本苋菜（Achyranthes japonica）微绿苗中不同的抗氧化和光保护机制

《Molecular & Cellular Toxicology》：Circadian-dependent UV-B stress responses reveal differential antioxidant and photoprotective mechanisms in Achyranthes japonica microgreens

气候变化导致UV-B辐射增强，抑制光合作用并引发细胞损伤。研究揭示A. japonica微greens在日间UV-B处理下，紫草素和酚类物质积累显著，光合系统II活性保持稳定，生物量增长最佳；而夜间UV-B则引发光化学损伤且无色素合成。持续UV-B暴露虽提高紫草素指数，但导致生长显著抑制。NDAI与紫草素含量及抗氧化能力呈强正相关，表明日间短时UV-B可优化生长与保护代谢的平衡。

　　

摘要

背景

气候变化增加了人体暴露于紫外线B（UV-B）辐射的风险，这种辐射会抑制光合作用，并导致DNA和细胞损伤。虽然适度的UV-B辐射可以增强植物的次级代谢产物，但昼夜节律对UV-B引起的毒性和代谢适应的影响仍不够明确，尤其是在药用微绿叶蔬菜中。具有较高药用价值的Achyranthes japonica在微绿叶蔬菜阶段的科学研究仍然不足。

目的

本研究探讨了短期UV-B辐射在不同昼夜节律周期下对A. japonica微绿叶蔬菜的生长、色素积累和抗氧化能力的影响。同时，还评估了由UV-B诱导的非破坏性生化反应指标——标准化差异花青素指数（NDAI）。

结果

UV-B辐射的照射时间会影响植物的生理和代谢特性。在白天，UV-B辐射促进了花青素和酚类化合物的积累，同时保持了光系统II的效率和生物量。相比之下，夜间UV-B辐射会引发光化学损伤，但不会促进色素的产生。持续暴露于UV-B辐射下，花青素含量增加，但生长显著减缓，这与累积压力的影响一致。通过DPPH、ABTS和FRAP方法测得的抗氧化活性在白天处理组最高，而在夜间处理组最低。NDAI与花青素含量及抗氧化能力之间存在显著的相关性。

结论

UV-B辐射的昼夜时间显著影响了保护性代谢产物的生成与生长稳定性之间的平衡。白天短时间的UV-B辐射能够实现保护性代谢产物生成与生长稳定性之间的最佳平衡。这些结果凸显了微绿叶蔬菜作为研究辐射诱导压力时序模型的价值。