紫薇屬香葉醇生物合成途徑關鍵基因分離與功能分析

《紫薇屬香葉醇生物合成途徑關鍵基因分離與功能分析》是依託北京林業大學，由蔡明擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：紫薇屬香葉醇生物合成途徑關鍵基因分離與功能分析
• 依託單位：北京林業大學
• 項目負責人：蔡明
• 項目類別：青年科學基金項目

項目摘要

培育香花紫薇品種一直是紫薇育種的重要目標。尾葉紫薇是香花種質資源，但由於缺少對其花香性狀的深入研究，紫薇香花育種進展緩慢。課題組前期研究發現尾葉紫薇與紫薇主要揮發成分差異為香葉醇和其氧化產物橙花醛、檸檬醛。因此，香葉醇的合成與代謝可能是二者花香差異的關鍵環節。為探索紫薇屬香葉醇生物合成途徑，本研究以尾葉紫薇與紫薇品種‘白雲映霞’為材料，一方面，研究花中香葉醇揮發量和時空揮發情況，比較花中香葉醇內源含量，分析紫薇對外源底物的催化效果；另一方面，克隆香葉醇合酶基因，進行生物信息學分析，開展原核表達與酶催化底物篩選，分析基因時空表達情況，篩選香葉醇生物合成關鍵基因，轉化模式植物進行功能驗證，通過酵母單雜交探索該基因的調控因子。最終揭示紫薇花香缺失的原因，明確紫薇屬香葉醇生物合成的分子機理。研究結果將對闡明觀賞植物香葉醇生物合成與調控機制有重要意義，為紫薇香花分子育種奠定基礎。

結題摘要

為探索尾葉紫薇與紫薇花香差異分子機理，本項目通過對3組12種化合物的比較分析，篩選出適用於尾葉紫薇香氣物質分離、濃縮的前處理方法，建立了適於紫薇花揮發物測定的外標半定量技術體系，確定了尾葉紫薇香氣物質的組成特徵，研究了尾葉紫薇香氣物質的釋放機理。通過轉錄組和代謝組的聯合分析，推測尾葉紫薇香氣物質的主要合成途徑，篩選出與主要香氣物質合成調控相關的基因，並分別在尾葉紫薇和紫薇‘白雲映霞’中進行驗證。研究結果有助於揭示紫薇花香代謝調控的機理，對定向培育芳香宜人的紫薇新品種具有重要的指導意義。