华南植物园在石斛花香物质香叶醇代谢调控研究中取得进展

  兰科石斛不但具有很强的观赏价值,而且还具有很高的药用食用价值。很多石斛花能够合成和释放怡人的香味,这是其能够开发成花茶的重要物质基础,然而目前对石斛花香物质的合成与调控研究尚不多见。 

  中国科学院华南植物园农资中心研究人员以铁皮石斛Dendrobium officinale)为材料,基于香叶醇是铁皮石斛主要单萜类花香物质之一的前期研究结果,在全基因组水平上挖掘到3个候选的香叶醇合酶,其中DoGES1定位于叶绿体中,表明铁皮石斛可能通过甲基赤藓糖(MEP)途径参与香叶醇的合成。体外重组蛋白的功能验证发现,pET32a-DoGES1MOPSO缓冲液中能专一催化底物GPP生成香叶醇(图1),在烟草叶片中瞬时过表达DoGES1导致体内的香叶醇积累(图2。此外,DoGES1的表达量与铁皮石斛花中香叶醇释放显著相关,DoGES1在铁皮石斛花中高度表达,尤其是初花期的花瓣中,并在1100的表达量最高(图3。同时MeJA处理显著促进铁皮石斛花中香叶醇的合成,这是由于DoGES1显著上调表达引起的。研究结果表明,铁皮石斛DoGES1参与萜类花香物质(香叶醇)的生物合成。 

  该研究不但有助于加深人们对石斛花香物质生物合成与调控的认识,而且也为石斛质改良和石斛花产品的开发提供理论参考。相关研究成果已发表在《国际分子科学杂志》(International Journal of Molecular Sciences上。 

  论文链接 

图1. 原核表达分析铁皮石斛香叶醇合酶DoGES1的功能

 

图2. 香叶醇合酶DoGES1的亚细胞定位及瞬时转化烟草的功能分析

图3. 铁皮石斛香叶醇合酶基因DoGES1的表达模式分析

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