‘西伯利亚’百合单萜释放与Li-mTPS表达日变化动态分析

使用动态顶空法采集‘西伯利亚’百合不同时间点（7:30、9:30、11:30、13:30、15:30、17:30、 19:30 ）释放的香气,采用自动热脱附-气相色谱/质谱联用（ATD-GC/MS）技术分析鉴定花香成分及释放量。结果表明:单萜释放量呈现先增后减的规律,11:30、13:30、15:30时的释放量较高。在所有的花香成分中,罗勒烯、芳樟醇和β-月桂烯的释放量最高,它们是‘西伯利亚’百合主要的单萜花香化合物。进一步研究发现,‘西伯利亚’百合花瓣中的Li-mTPS（一种百合单萜合成酶基因）的表达与单萜释放表现相似的规律。可见,Li-mTPS的表达在‘西伯利亚’百合主要的单萜释放中起着关键作用,而调控机制有待于进一步研究。     

百合单萜合成酶基因的克隆与序列分析

单萜化合物是‘西伯利亚’百合花香的主要成分,为了研究百合单萜化合物的合成与代谢机理,以百合的花瓣为材料,根据GenBank发表的单萜合成酶基因的保守区设计1对简并引物,通过RT-PCR与RACE相结合的方法,克隆得到一个单萜合成酶基因的cDNA序列,命名为Li-mTPS2。该基因全长为1 766bp,包含1 608bp的基因开放阅读框(ORF),45bp的5′UTR和113bp的3′UTR,编码535个氨基酸,含有萜烯合成酶(TPS)保守序列DDxxD以及TPSb亚家族共有的RRx8W基序。氨基酸同源性分析表明该基因所编码蛋白的氨基酸序列与小苍兰芳樟醇合成酶、姜花单萜合成酶、六出花月桂烯合成酶的同源性分别为55%,53%,51%。     

玫瑰香味玫红百合和橙香味紫红花滇百合的花香成分研究

采用顶空固相微萃取和气相色谱-质谱联用技术对5种不同香型百合花的挥发性物质进行定性和定量分析。结果表明:从具有玫瑰香味的玫红百合(Lilium amoenum)和橙香味的紫红花滇百合(L. bakerianum var.rubrum)这2种清香型野生百合中分别鉴定出33种和26种花香物质,从浓香型野生百合紫花百合(L. souliei)中鉴定出30种花香物质,从浓香型栽培百合‘西伯利亚’(‘Siberia’, O)和‘罗宾娜’(‘Robina’, OT)中分别鉴定出27种和34种花香物质。在清香型百合中,玫红百合的主要花香成分为芳樟醇(15.42%)、乙酸叶醇酯(9.93%)、桉油精(7.54%)、α-金合欢烯(α-法呢烯)(7.05%)等;紫红花滇百合的主要花香成分为芳樟醇(46.38%)、顺式-β-罗勒烯(33.08%)、β-月桂烯(4.75%)等。在浓香型百合中,紫花百合的主要花香成分为dl-柠檬烯(45.31%)、芳樟醇(13.57%)、苯乙醛(4.01%)等;‘Siberia’的主要花香成分为芳樟醇(48.53%)、苯甲酸甲酯(23.24%)、顺式-β-罗勒烯(13.99%)、异丁香酚(6.12%)等;‘Robina’的主要花香成分为顺式-β-罗勒烯(33.43%)、桉油精(11.93%)、苯甲酸甲酯(10.27%)、水杨酸甲酯(8.21%)、异丁香酚(7.67%)、芳樟醇(6.92%)等。5种百合的花香物质均以萜烯类为主,其中芳樟醇是5种百合共有的主要花香成分,苯甲酸甲酯、水杨酸甲酯等酯类在‘Siberia’和‘Robina’香气成分中相对含量较高。综上所述,玫红百合的玫瑰花香味可能与其香气成分中的α-金合欢烯有关,紫红花滇百合的橙香味可能与其香气成分中的β-月桂烯有关。     

两个金鱼草品种香气成分分析

为了比较金鱼草不同品种间香气成分及释放量的差异,采用动态顶空套袋采集法并结合自动热脱附-气质联用技术对‘编钟’和‘马里兰’两个金鱼草品种的花香成分进行了分析,鉴定‘编钟’香气成分27种,‘马里兰’香气成分31种,主要包括醛、酯、苯型烃及其衍生物、萜类、烷烃、醇及其他类(含氮、硫及多环化合物)物质。‘编钟’花香的释放总量是‘马里兰’花香释放量的4倍多。其中,萜类物质释放量最大,在两个品种中的相对含量均超过60%。‘编钟’花香的特征成分是(z)-β-罗勒烯,苯乙酮和β-月桂烯,‘马里兰’花香的特征成分是(z)-β-罗勒烯,β-月桂烯和2-乙基-1-己醇。     

两个金鱼草品种香气成分分析

为了比较金鱼草不同品种间香气成分及释放量的差异,采用动态顶空套袋采集法并结合自动热脱附-气质联用技术对‘编钟’和‘马里兰’两个金鱼草品种的花香成分进行了分析,鉴定‘编钟’香气成分27种,‘马里兰’香气成分31种,主要包括醛、酯、苯型烃及其衍生物、萜类、烷烃、醇及其他类(含氮、硫及多环化合物)物质。‘编钟’花香的释放总量是‘马里兰’花香释放量的4倍多。其中,萜类物质释放量最大,在两个品种中的相对含量均超过60%。‘编钟’花香的特征成分是(z)-β-罗勒烯,苯乙酮和β-月桂烯,‘马里兰’花香的特征成分是(z)-β-罗勒烯,β-月桂烯和2-乙基-1-己醇。     

浓香型和淡香型百合单萜合酶基因差异表达

[目的]东方百合香味浓,亚洲百合香味淡,花香差异明显.选取白色的东方百合‘西伯利亚’(Lilium ‘Siberia’)和亚洲百合‘罗马广场’(Lilium‘ NOVANO’)为材料,拟通过分析单萜合成酶基因差异表达,揭示花香差异原因.[方法]采用RT-PCR方法克隆百合单萜合酶基因,并通过Realtime-PCR分析两种百合不同花期的单萜合酶基因表达.[结果]从Lilium ‘Siberia’和Lilium‘ NOVANO’花瓣中克隆得到芳樟醇合酶基因Li-LiS和月桂烯合酶基因Li-MyS.Li-LiS的核苷酸序列与油棕的序列与油棕、海枣相似度分别达到66％、67％,蛋白的氨基酸序列与油棕、可可相似度分别为48％、44％.Li-MyS的核苷酸序列与六出花、烟草相似度分别达到为69％、42％,蛋白的氨基酸序列与六出花、葡萄同源性分别为51％、49％.在花蕾、半开、盛开、衰败四个花期中,Lilium‘ Siberia’花瓣两个单萜合成酶基因表达水平均高于Lilium‘ NOVANO’,并且除了Li-MyS在盛开期和衰败期外,均表现出显著差异.[结论]单萜合成酶基因的差异表达是导致东方百合和亚洲百合香味差异的一个重要原因.     

百合单萜类物质释放与LhTPS表达关联性研究

为研究百合单萜类物质释放与单萜合酶基因表达的关联性,采用顶空固相微萃取(HSSPME)收集了13种不同香型百合4个发育时期的香气;应用气相色谱-质谱(GC-MS)联用技术测定了单萜类挥发物的成分和含量;通过实时荧光定量PCR研究6个百合品种4个发育时期单萜合酶基因LhTPS的表达规律。结果表明:随着百合花朵的开放,其香气成分中的单萜类物质含量表现出先增加后减少的趋势,有香百合的主要单萜类成分为罗勒烯和芳樟醇,但喇叭百合和东喇百合中的单萜类成分主要是1,8-桉叶素和罗勒烯;整体上喇叭百合、东喇百合和东方百合的LhTPS基因表达水平高于麝香百合和亚洲百合;在盛开期时,LhTPS基因的表达水平与罗勒烯和芳樟醇2种化合物的合成具有显著关联性,说明LhTPS基因对罗勒烯和芳樟醇的合成具有重要的作用,是百合花香合成的关键基因之一。     

‘西伯利亚’百合丙二烯氧化物环化酶基因LsAOC的克隆及其表达分析

【目的】研究茉莉酸(JA)信号途径在花香的形成及释放中的作用。【方法】以‘西伯利亚’百合(Lilium ‘Siberia’)为试验材料,通过RACE技术克隆得到了丙二烯环化酶基因(allene oxide cyclase,AOC),并将其命名为LsAOC。【结果】该基因全长741bp,编码246个氨基酸,与麝香百合和岷江百合的序列极为相似。在不同花期与器官中基因相对表达量存在差异。在花朵不同开放阶段,盛开期表达量最低,在其他3个时期表达量无显著差异。LsAOC在内花被片、叶片、子房和外瓣中的表达水平较高。【结论】AOC基因可能通过JA信号途径在花朵发育中发挥调控作用。     

喷施茉莉酸甲酯对百合花香的影响

为了揭示茉莉酸甲酯(MeJA)对百合花香释放的影响,使用50、200、600μmol/L的MeJA溶液喷施西伯利亚百合花瓣,通过顶空套袋法收集花朵挥发物,采用自动热脱附-气质联用技术对挥发物成分及其释放量进行测定。结果表明,经200、600μmol/L的MeJA处理后,与对照相比西伯利亚百合挥发物总释放量显著升高,而50μmol/L的MeJA处理则引起了挥发物释放量明显下降。其花朵释放的挥发物主要包括八大类,萜烯类挥发物平均释放量最高,酯类挥发物种类数量最多。萜烯类、醇类、醛类、酮类等物质随着MeJA含量的增加,释放量呈上升趋势;酯类的释放量呈现先增高后下降的趋势;脂肪烃类物质随MeJA溶液浓度升高,释放量先下降后升高;芳香类的释放量对MeJA溶液浓度的改变几乎无响应。月桂烯和罗勒烯是西伯利亚百合最主要的花香成分。月桂烯、萜品烯、丁酸乙酯、正己酸乙酯、惕各酸乙酯等花香挥发物的释放量随着MeJA浓度升高,表现出先升高后下降的趋势;以罗勒烯和波斯菊萜为代表的一系列花香挥发物的释放量随着MeJA浓度的升高逐渐升高;还存在一类化合物如萜品油烯等,对MeJA浓度变化无明显响应。     

2个芍药品种不同花器官香气成分分析

‘巧玲’和‘杨妃出浴’是杂交选育芳香型芍药新品种的重要亲本材料。为了弄清其不同花器官香气成分、含量及其分布规律，进而为芍药花香相关功能基因的分离、鉴定、克隆、时空表达及芳香型芍药分子育种等后续研究提供一定的理论依据。本文以典型芳香型芍药品种‘巧玲’与‘杨妃出浴’为试材，以淡香型芍药品种‘粉玉奴’为对照，采用顶空固相微萃取和气相-质谱联用技术，检测分析其花瓣、瓣化雄蕊、雌蕊、萼片4个不同花器官的香气成分。结果表明:‘杨妃出浴’含有29种香气成分，主要为香叶醇(27.62%)、苯乙醇(18.00%)、3, 7-二甲基-2-辛烯醇(14.56%)、α-蒎烯(9.79%)，鉴于‘粉玉奴’花瓣样品中未能检测到以上香气成分，因此可初步确定香叶醇、苯乙醇、3, 7-二甲基-2-辛烯醇、α-蒎烯等为‘杨妃出浴’花冠释放香气的关键成分。‘巧玲’含有41种香气成分，主要为芳樟醇(30.06%)、桉油精(23.28%)、苯乙醇(22.09%)、乙酸叶醇酯(11.86%)、石竹烯(5.24%)，其中芳樟醇与桉油精含量特别高，对照分析可初步确定‘巧玲’花香主要来源于芳樟醇、苯乙醇、桉油精与石竹烯的贡献。同时，2个品种不同花器官之间香气物质的释放量均表现出明显差异，其中瓣化雄蕊中均为最高，外层花瓣次之，而雌蕊与萼片中较少，与感官上香气的初步判断相吻合。因此，‘巧玲’和‘杨妃出浴’花香成分在不同花器官部位的空间表达上具有明显差异性。      

南国梨果实香气形成相关基因PuFS的克隆与表达分析

为挖掘我国特有的果实香气浓郁的梨资源,弄清其果实芳香成分及含量,并进而研究它们在梨果实中的代谢与调节机制。采用气相色谱质谱联用(GC-MS)技术,分析了我国部分秋子梨品种果实的香气成分,在基础上,以挖掘出的‘南果梨’为试材,采用RACE技术克隆了与其果实特异香气成分生物合成相关的α-法尼烯合成酶基因(PuFS),并采用半定量PCR(RT-PCR)技术分析了该基因在其果实不同发育时期和不同部位的时空表达规律。结果表明:‘荣香’、‘龙香’、‘香水’和‘晚香’的主要香气成分为醛类物质,‘南果’、‘大南果’和‘寒香’梨主要香气成分为酯类物质。在‘南果’梨中还检测出了高含量的α-法尼烯,而在其他品种中α-法尼烯相对含量较低或未检测到,这可能是‘南国’梨具有浓郁香气的主要原因;随着果实的成熟,PuFS基因在‘南果梨’果皮中的表达量呈逐渐下降的趋势,绿熟期表达量最高,商熟期表达量开始降低,完熟期表达量非常弱。而PuFS在3个时期果肉中的表达量均很弱,且差异不明显。总体上,PuFS基因在绿熟期的表达量高于商熟期和完熟期,在果皮中的表达量显著高于果肉。     

‘白兰地’海棠不同花期与不同花器官的香气成分分析

【目的】探索‘白兰地’海棠（M.’Brandywine’）花香成分释放规律,为海棠芳香花育种和花香调控奠定基础。【方法】以香气浓郁的‘白兰地’海棠花朵鲜样为试材,采用固相微萃取与气质联用技术（SPME-GC-MS）分析不同花期和不同花器官的香气成分差异。【结果】（1）从大蕾期到盛花期分别检测出23、30、30、32种挥发性成分,其中叶醇、芳樟醇、己酸甲酯、乙酸叶醇酯、甲基庚烯酮和α-法呢烯为‘白兰地’海棠主要挥发性成分。花香总释放量呈现先上升后下降的趋势,在盛花期达到最高。香气成分种类构成主要以萜烯类（14.47%～37.30%）和醛酮类（21.64%～38.78%）为主,相对含量分别在盛花期和大蕾期达到最高,萜烯类相对含量在花朵开放过程中先上升后下降,而烷烃类和酯类呈现先下降后上升的趋势。对不同时期与挥发性成分之间进行了主成分分析,累计方差贡献率达87.64%,芳樟醇和壬醛分别在PC1正、负方向上贡献最大,分别与大蕾期和初花期呈高度正相关。（2）盛花期花朵花瓣、雌蕊（含花萼）和雄蕊中分别检测出28、32、25种挥发性成分。雌蕊总释放量最高,花瓣最低,对不同花器官与挥发性成分之间进行了...     

不同光照强度对‘金盏银台’水仙花香释放的影响

以漳州水仙‘金盏银台’(Narcissus tazetta L.var.chinensis Roem)为试材,经5个不同光强(0、100、300、600、1 000μmol/(m2·s)处理后,采用活体动态顶空法收集花香,然后利用热脱附-气相色谱/质谱联用技术,对水仙花香成分以及相对含量进行测定。结果表明,漳州‘金盏银台’水仙释放出8大类共58种化合物,在所测的58种挥发化合物中(Z)-3,7-二甲基-1,3,6-辛三烯(罗勒烯)含量最多,其次是乙酸乙酯,3,7-二甲基-1,6-辛二烯-3-醇(芳樟醇),3-甲基-2-丁烯-1-醇乙酸酯,这些是‘金盏银台’水仙花香的主要成分,并且化合物种类数随着光强的增强呈现出先增多后减少的变化规律。花香成分的相对含量随光强的增加也表现明显的变化,且多数化合物的相对含量在光强为300μmol/(m2·s)时最高。     

山桃花香气的日变化规律

为了揭示山桃盛开期香气的日变化规律,采用活体植株动态顶空采集法收集一天中不同时间(6∶00、9∶00、12∶00、15∶00、18∶00、21∶00)山桃花释放的香气,再利用自动热脱附-气相色谱/质量色谱联用技术(ATDGC/MS)鉴定花香成分、并分析其释放量。结果表明:山桃花香成分中共检测出43种挥发性物质,在化学结构上分别属于苯形烃类,醇类、醛类、萜烯类、酮类、脂肪烃类、酯类和其它类,共8大类。不同时间点,山桃花香释放的化合物种类和数量不同,花香成分的种类随时间呈现出逐渐增加的趋势,而释放量则表现出先增加后减少的规律,总释放量在15∶00达到最高。在所有的化合物中,1,3-二甲基苯、2-乙基-1-己醇、乙苯、对二甲苯和甲基辛醚是所有时间点共有的主要挥发物质,释放量也较高,从而可推断这些化合物是山桃盛花期香气的主要成分。     

百合花香合成相关基因LiMCS的克隆、定位和表达特性研究

百合花香中含有大量的萜类化合物，2-C-甲基-D-赤藻糖醇-2,4-环二磷酸合成酶（MCS）是合成单萜的甲基赤藓糖醇磷酸（MEP）途径中的关键酶之一。为了进一步探究MCS在百合花香合成中的作用，克隆了‘西伯利亚’百合LiMCS基因，进行生物信息学分析，使用亚细胞定位确定该基因编码蛋白的位置，根据荧光定量PCR确定了该基因的时空表达模式。结果表明，LiMCS基因开放阅读框为669 bp，编码222个氨基酸，与盾叶薯蓣的相似度最高。LiMCS蛋白定位于烟草叶表皮细胞的叶绿体中。LiMCS基因在‘西伯利亚’百合花的半开期表达量最高，花蕾期最低；在盛开期，该基因在花瓣中表达量最高，在其他部位表达量较低。结果证明LiMCS可能参与百合花香单萜类物质合成，这为后续利用基因工程手段调控百合花香释放奠定了理论基础。     

梅花花朵香气成分时空动态变化的研究

为了研究梅花香气成分的时空动态变化,以‘三轮玉蝶’梅花朵为材料,采用顶空-固相微萃取与气相色谱-质谱联用技术,对5个阶段的花朵及不同花器官释放的香气成分进行了分析。结果表明:从梅花开花的5个阶段共鉴定出33种化合物,乙酸苯甲酯、丁子香酚和乙酸己酯是构成‘三轮玉蝶’梅花朵香气的重要成分。在梅花开花过程中,花香化合物释放存在4种趋势,乙酸苯甲酯呈现低—高—低的动态趋势,苯甲醛呈现高—低—高的趋势,α-蒎烯、莰烯、柠檬烯和樟脑4个单萜类化合物呈现高—低的趋势,丁子香酚呈现低—高的趋势,梅花复杂的花香调节模式致使不同开花时期的香气成分和含量产生变化。从梅花不同花器官中检测出27种化合物,不同的部位释放的化合物的种类和相对含量有很大的差异。花瓣主要释放芳香族化合物和脂肪酸衍生物,雄蕊主要释放芳香族化合物,花萼、花盘和雌蕊群释放的化合物类型较广,单萜化合物在此部位检测到。在开花的第4阶段,花萼、花盘和雌蕊群释放低含量的丁子香酚和高含量的乙酸己酯可能是引诱蜜蜂觅食的重要信号。     

百合三品系代表品种的核型分析

对东方百合‘西伯利亚’(Siberia)、亚洲百合‘波利安娜’(Pollyanna)和麝香百合‘雪皇后’(Snow Queen)进行了核型分析和比较,结果如下:‘西伯利亚’核型公式为2n=2x=24=4m 10st 10 t,核型为3B型;‘波利安娜’核型公式为2n=2x=24=4m(4SAT) 8st 12 t,核型为3A型;‘雪皇后’核型公式为2n=2x=24=4sm(2SAT) 10st 10 t,核型为3B型。其中‘西伯利亚’和‘雪皇后’的核型不对称程度较之‘波利安娜’要高,三者的主要差异在于第1、2对染色体上次缢痕的位置和数目不同。     

东方百合×喇叭百合杂种配子的育性

以常见的15个东方百合×喇叭百合(OT百合)品种和14个东方百合品种为材料,通过花粉离体萌发及常规柱头授粉,研究OT百合的花粉活力及其与东方百合雌配子的亲和性;同时,以这15个OT百合品种为母本,以‘布莱斯卡’、‘蒙特祖玛’和‘圣坦德’3个东方百合品种为父本,采用常规柱头授粉研究OT百合雌配子的育性.结果表明:(1)OT百合品种‘宇宙山’和‘入侵’的花粉具有低频率的活力(花粉萌发率分别为5%和6%),其他13个OT百合品种的花粉基本没有活力;(2)‘宇宙山’的花粉与东方百合品种‘卡西尼’、‘居里’、‘凯里湖’的雌配子具有一定亲和性;(3)‘入侵’的花粉与东方百合品种‘吉瑞斯’、‘科德萨’的雌配子具有一定亲和性;(4)除‘可可茶’、‘曼妮莎’、‘震动’和‘耶罗林’4个OT百合品种外,其他11个OT百合品种的雌配子均具有一定程度的育性.     

‘观音绿’荔枝香气成分的顶空固相微萃取GC-MS分析

【目的】探明‘观音绿’荔枝的香气成分.【方法】采用顶空固相微萃取法(Headspace solid-phase microextraction,HS SPME)和气-质联用(GC-MS)技术对‘观音绿’荔枝的香气物质进行定性和定量分析.【结果和结论】在‘观音绿’成熟荔枝果实中共检出66种化合物,其中:烯类20种,醇类11种,酯类11种,酮类3种,烃类6种,醛类4种,芳香族化合物2种,其他化合物10种.‘观音绿’荔枝的主要香气成分是柠檬烯、甲基丁烯醇、萜品油烯、月桂烯、乙酸乙酯、梨醇酯、橙花醇、3-甲基-3-丁烯-1-醇、1-辛烯-3-醇、δ-愈创木烯等.‘观音绿’荔枝品质特优可能与其香气成分中烯类的种类和相对含量有关.     

玉簪属植物花香研究

【目的】在种质资源水平上对玉簪属植物的花香进行评价,并对其香气成分进行研究,阐明其花香气形成的物质基础,为该属植物花香育种提供理论依据。【方法】利用顶空固相微萃取（HS-SPME）和气相色谱-质谱联用技术（GC-MS）检测了玉簪属11个种和119个栽培品种的花香气成分,通过对其花香进行感官评价调查了花香类型的多样性,并结合玉簪属植物的遗传关系探讨该属特征香气的来源。【结果】玉簪属植物花香可分为7个等级：无香（0分）、无香-淡香（0-1分）、淡香（1分）、淡香-中等（1-2分）、中等（2分）、中等-浓香（2-3分）和浓香（3分）;其中89%的玉簪属植物（前4个等级）没有明显花香,少数玉簪属植物（后3个等级）具有突出的甜香气味,但其花香类型较单调。从玉簪属植物花中分离鉴定了59种香气成分,包括萜烯类38个、苯丙酸类8个、脂肪族化合物12个以及1个含氮化合物。玉簪属植物花香气成分主要为萜烯类,其释放量占总香气成分的73.85%-100%。不同种/品种之间的花香气成分的组成和释放量变化差异很大,中国原产种玉簪（Hosta plantaginea）及其栽培变种重瓣玉簪（H. plantaginea ‘Aphrodite’）的总香气成分及各类化合物的总释放量均最高,与其最浓最特殊的花香气一致。通过主成分分析玉簪属植物香气成分与花香类型之间的关系,结果表明：具有突出甜香气味（中等、中等-浓香和浓香）的玉簪属植物花香气成分因含有高释放量的芳樟醇而显著区别于没有明显花香（无香、无香-淡香、淡香和淡香-中等）的玉簪属植物。芳樟醇可作为玉簪属植物的特征香气物质,其优势合成是玉簪花具有浓郁甜香的主要原因。月桂烯、柠檬烯、(E)-β-罗勒烯和芳樟醇是影响玉簪属植物花香的主要成分,而缺少高含量低嗅感阈值的香气物质是造成玉簪属植物花香类型单调的原因。具有突出甜香气味的品种多数是以H. plantaginea做亲本的杂交后代或其组织培养体系,其他可能来源于日本园艺栽培品种。【结论】玉簪属植物的花香分为7个等级,其香气成分主要为萜烯类,其中月桂烯、柠檬烯、(E)-β-罗勒烯和芳樟醇是影响其花香的主要成分,而芳樟醇可作为该属植物的特征香气物质。玉簪属植物突出的甜香气味多数来自中国原产种H. plantaginea,它是玉簪属植物花香育种中最有价值的亲本。该属还存在其他可利用的香花型种质资源,有待进一步挖掘和利用。