華南植物園對石斛花香物質(zhì)芳樟醇代謝調(diào)控研究取得進(jìn)展
石斛為蘭科石斛屬植物的總稱，全世界有1500多種。石斛不但具有很強(qiáng)的觀賞價(jià)值，而且其中很多種類還具有很高的藥用價(jià)值。從傳粉的角度來看，石斛為蟲媒花，為了吸引昆蟲傳粉，能夠合成與釋放一些特殊的氣味物質(zhì)，很多石斛釋放的氣味物質(zhì)具有怡人的香味，然而目前對石斛花香物質(zhì)的生物合成與調(diào)控研究尚不多見。
中科院華南植物園農(nóng)資中心俞振明博士在段俊研究員的指導(dǎo)下，以鐵皮石斛（Dendrobium officinale）為材料，在研究發(fā)現(xiàn)芳樟醇是鐵皮石斛中主要的單萜類花香物質(zhì)成份之一的基礎(chǔ)上，從全基因組水平挖掘得到34個(gè)萜類合酶基因（命名為DoTPS1-34）。基于數(shù)字表達(dá)譜和RT-qPCR技術(shù)，分析了它們在根、莖、葉、花（包括花瓣、萼片、合蕊柱、唇瓣）等器官的表達(dá)模式，發(fā)現(xiàn)其中大多數(shù)基因在花器官中（不同部位）高度表達(dá)，如DoTPS28主要在花蕾中高度表達(dá)，DoTPS8主要在合蕊柱中高度表達(dá)，DoTPS1、DoTPS2、DoTPS3、DoTPS24、DoTPS27和DoTPS33主要在花瓣中高度表達(dá)，DoTPS5、DoTPS7、DoTPS10、DoTPS20、DoTPS21、DoTPS22和DoTPS23主要在唇瓣中高度表達(dá)。其中DoTPS10定位于葉綠體，在初花期表達(dá)量最高，MeJA誘導(dǎo)處理后DoTPS10表達(dá)量顯著增加，構(gòu)建pET32a-DoTPS10重組蛋白，轉(zhuǎn)化大腸桿菌E. coli BL21，體外能夠?qū)Ｒ坏拇呋孜?/span>GPP轉(zhuǎn)化生成芳樟醇。研究結(jié)果表明，DoTPS10能夠調(diào)控鐵皮石斛芳樟醇的生物合成。
該研究不但為深入了解石斛花香物質(zhì)的生物合成提供了理論參考，而且為尋找鐵皮石斛的主要傳粉者是什么昆蟲提供了科學(xué)指引，同時(shí)對石斛花相關(guān)產(chǎn)品的開發(fā)有借鑒意義。相關(guān)研究結(jié)果已發(fā)表在國際學(xué)術(shù)期刊International Journal of Molecular Sciences（《國際分子科學(xué)雜志》）（doi:10.3390/ijms21155419）上。
論文鏈接：https://www.mdpi.com/1422-0067/21/15/5419
圖1. 鐵皮石斛萜類合酶基因在不同器官中的表達(dá)模式分析
圖2. 鐵皮石斛萜類合酶DoTPS10的亞細(xì)胞定位及其體外功能分析
