文心兰‘金辉’和‘香水文心’花香形成比较分析

　　

摘要：

目的 从南茜组培苗中选育出新株系‘金辉’，株型高大，花枝挺立，但无香气。通过解析无香‘金辉’和浓香‘香水文心’花香形成的分子机制，探索‘金辉’无香气制约因素，以期通过分子技术使‘金辉’释放香气。 方法 通过顶空-固相微萃取气相色谱法（HS-SPME）/GC-MS测定文心兰2个品种香气成分及含量。以‘金辉’和‘香水文心’不同发育时期花为材料，通过转录组测序和荧光定量PCR验证，筛选花香形成关键基因。 结果 气相色谱-质谱分析表明，‘香水文心’盛花期花香挥发物总含量显著高于‘金辉’，是‘金辉’的6.1倍，‘香水文心’花香挥发物以单萜为主，‘金辉’花香挥发物以倍半萜为主。转录组测序结果表明，共获得55 277个unigenes，大约81.64%的unigenes被公共数据库注释。单萜形成的上游途径，MEP途径中，多数基因，如CMK、HDR、HDS、GPPS等在‘香水文心’中表达高于‘金辉’，使生成单萜的前体物质GPP在‘香水文心’中积累。倍半萜形成的上游途径，MVA途径中，约一半基因在‘香水文心’中略高表达，一半基因在‘金辉’中略高表达。转录组数据中共筛选出3个显著差异表达的萜类合成酶基因（TPS）。其中，OhTPS1和OhTPS2属于TPS-b家族，主要由单萜合成酶（mono-TPSs）基因组成。OhTPS1 和OhTPS2在‘香水文兰’中表达显著高于‘金辉’中，且在‘香水文心’中随着花的发育逐渐升高，表明这2个基因在‘香水文心’单萜生物合成中起关键作用。OhTPS3属于TPS-a家族，主要由倍半萜合成酶（sesqui-TPSs）基因组成。OhTPS3 在‘金辉’中表达显著高于‘香水文心’中，且在‘金辉’中随着花的发育逐渐升高，表明这个基因在‘金辉’倍半萜生物合成中起关键作用。 结论 ‘金辉’花香挥发物总量低的主要原因是MEP途径多数关键基因低表达，一定程度限制代谢流向单萜前体物质GPP积累，同时单萜合成酶基因的低表达，也一定程度阻碍单帖挥发物的生成。