《玫瑰花香成分生物合成關鍵基因的克隆與時空表達分析》是依託揚州大學，由馮立國擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：玫瑰花香成分生物合成關鍵基因的克隆與時空表達分析
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：馮立國
- 依託單位：揚州大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
玫瑰不僅是園林綠化的優良材料，而且是珍貴的天然香料植物，玫瑰精油被譽為 液體黃金，具有很高的經濟和保健價值。香茅醇、香葉醇、橙花醇等單萜類化合物及其乙酸酯類衍生物是我國傳統玫瑰精油的主要芳香成分，但它們在不同玫瑰種質資源中的含量分布及其代謝調控的分子機制目前尚不清楚。本研究擬以香茅醇、香葉醇、橙花醇、芳樟醇為單萜類化合物主要成分，乙酸香茅酯、乙酸香葉酯和乙酸橙花酯為乙酸酯類化合物主要成分，挖掘我國單萜及乙酸酯類化合物含量高的玫瑰資源；克隆玫瑰單萜合成相關基因（DXS，DXR， GES，LIS）和酯類合成相關基因（AAT），研究它們在玫瑰花不同發育時期及花器官不同部位中的時空表達規律，探究調控玫瑰花中單萜及其乙酸酯類化合物積累的限速位點及其關鍵基因，為進一步闡明玫瑰花香成分生物合成與調控的分子機制以及今後通過基因工程手段提高玫瑰鮮花和精油中主要芳香成分的含量、提高精油品質和產量奠定基礎。
結題摘要
玫瑰是優良的園林綠化材料和珍貴的天然香料植物，玫瑰精油被譽為“液體黃金”，經濟和保健價值極高。單萜類化合物中的香茅醇、香葉醇、橙花醇及其乙酸酯類衍生物是玫瑰鮮花和精油的主要芳香成分，但它們在玫瑰中代謝調控的分子機制目前尚不清楚。本項目在玫瑰種質資源收集的基礎上，採用頂空固相微萃取（SPME）及GC-MS方法分析了23個玫瑰代表性品種（種質）盛開期鮮花中芳香物質的種類及含量，初步建立了記載玫瑰花中重要單萜（香茅醇、香葉醇、橙花醇和芳樟醇）與乙酸酯類（乙酸香茅酯、乙酸香葉酯和乙酸橙花酯）化合物含量的資源資料庫。篩選出了‘唐紅’、‘西子’、‘妙峰山’、‘榮成野生’和‘白紫枝’5個單萜及乙酸酯類化合物含量較高的玫瑰資源；基於所收集的玫瑰種質資源，利用螢光AFLP分子標記技術對部分代表性玫瑰種質資源的基因組DNA進行了多態性擴增，分析了其遺傳多樣性、親緣關係及特異帶型，為今後進行高精油含量玫瑰新品種培育時的親本選擇及種質鑑定提供了依據；以玫瑰品種‘唐紅’盛開期花瓣中所提取的RNA為模板，採用RACE方法克隆獲得了玫瑰單萜和乙酸酯類化合物生物合成相關基因RrDXS、RrDXR、RrLIS、RrAAT的全長序列及RrGES基因的3'端序列，並登入Genbank；採用實時螢光定量PCR（Q-PCR）技術研究了所克隆基因在‘唐紅’玫瑰花不同發育時期（花蕾期、初開期、半開期、盛開期、衰老期）及花器官不同部位（花瓣、雄蕊、雌蕊、花萼、花托、花柄）中的時空表達規律，結合玫瑰不同花發育時期及花器官不同部位中主要單萜及其乙酸酯類化合物含量的變化情況，綜合分析了玫瑰主要單萜類花香成分積累與相關基因表達之間的關係，發現RrDXR、RrAAT和RrGES基因的表達量隨開花進程呈規律性變化，並與玫瑰花發育過程中主要單萜類化合物含量的變化緊密相關，且3個基因在不同花發育時期及花器官不同部位中的相對表達水平均較高，說明RrDXR、RrGES和RrAAT基因很可能在玫瑰單萜類芳香成分的生物合成中起關鍵作用，可作為玫瑰花香成分次生代謝調控的重要候選基因。這為今後通過基因工程手段提高玫瑰鮮花和精油中主要芳香成分的含量、提高精油品質和產量奠定了基礎。
