Chromosome location of a gene for aroma in rice

Scented or aromatic rice(Oryza sativa L.)ishighly valued in many areas of the world,Thedevelopment of high yielding scented cultivarshas been limited because of lacking informationon the inheritance of scent such as linkage ofgenes for aroma with other genes.We reporthere our studies on the determination of the

白木香ARF基因家族的鉴定及结香表达分析

【目的】 生长素响应因子(Auxin response factor,ARF)是生长素信号转导中的重要转录因子,参与植物花果发育、器官形态形成、激素调节和应激反应等生理生化过程。旨在探究白木香〔Aquilaria sinensis (Lour.) Gilg〕ARF基因(AsARF)在结香过程中的生物学功能。【方法】利用生物信息学方法对AsARF进行全基因组鉴定和分析,通过转录组数据分析白木香受到机械损伤时ARF基因家族成员的表达模式。【结果】从全基因组水平鉴定了21个AsARF基因,生物信息学分析结果显示,21个AsARF基因分为5个类群,同一类群的AsARF基因具有相似的基因结构和蛋白保守基序,而不同类群的AsARF基因在外显子和内含子的数量上存在显著差异。此外,顺式作用元件分析发现AsARF基因启动子区域含有大量与光、厌氧和赤霉素等响应元件有关的序列。基因复制和共线性分析结果表明,片段复制事件对于白木香ARF基因家族的进化和扩张起着重要作用。与水稻ARF基因相比,白木香和拟南芥的ARF基因更为密切相关。此外,转录组数据分析表明,白木香在受到机械损伤时,AsARF5、AsARF6、AsARF19、AsARF20和AsARF21的表达量明显下降。【结论】首次对白木香ARF基因家族进行全基因组鉴定,并对其理化性质、系统进化、基因结构、保守基序、启动子顺式作用元件、基因复制和共线性等进行了详细分析。通过RNA-seq分析探索AsARF基因在白木香结香过程中的潜在机制,发现部分AsARF基因可能参与白木香结香的防御和生长的动态平衡过程,可为深入了解白木香结香机制提供重要理论依据。

灌水量对限根栽培‘阳光玫瑰’葡萄果实发育与香气物质积累的影响

【目的】通过分析不同灌水量处理对葡萄果实品质指标、香气组分积累、香气物质合成相关基因表达影响的差异,确定灌水模式与鲜食葡萄感官品质形成间的关系,为限根栽培葡萄最佳灌水量的确定提供参考。【方法】以鲜食葡萄‘阳光玫瑰’为试材,设置对照组CK、轻度水分亏缺组(DI-1)、重度水分亏缺组(DI-2),系统比较不同灌水量对葡萄果实外观形态指标、色泽指标、香气组分、萜烯合成相关基因表达水平等的影响。【结果】灌水量影响葡萄果粒的形态与质地特征,采收期时葡萄果粒的纵径并未受到灌水量的显著影响,而亏缺灌溉组果粒的横径、单粒重显著降低(P<0.05)。葡萄果肉的硬度也受到亏缺灌溉的影响而下降,特别是DI-2组,葡萄果肉硬度明显低于其他处理组。亏缺灌溉组DI-1、DI-2的葡萄果实中葡萄糖含量显著高于对照处理,重度亏缺组DI-2果糖含量显著高于其他处理,而轻度的亏缺灌溉(DI-1)并未对葡萄果实的可溶性固形物、可滴定酸含量产生显著影响。亏缺灌溉处理下葡萄果皮中叶绿素、类胡萝卜素含量均出现降低,DI-2组果皮中叶绿素与类胡萝卜素含量的比值最低。灌水量影响到葡萄果实中香气组分的积累,对于萜烯类物质,轻度亏缺灌溉DI-1处理的果实中柠檬烯、水芹烯、α-蒎烯、γ-松油烯、(E)-β-罗勒烯、萜品油烯、(E)-呋喃氧化芳樟醇、芳樟醇、二氢芳樟醇、α-萜品醇、香茅醇、橙花醇、香叶醇等组分的含量最高,DI-1处理的果实中萜烯类物质总量也最高,DI-2组中萜烯类物质含量次之,而对照组最低。由酯类物质总量来看,DI-1组中酯类物质含量最高,对照组次之,而DI-2组含量最低;由醛类物质总量来看,轻度亏缺灌溉组DI-1中醛类物质明显低于照组与DI-2组;由高级醇类物质总量来看,DI-1组含量最高,DI-2组含量次之,对照组含量最低。不同灌水量条件下萜烯合成相关基因的响应程度与表达趋势存在差异,VvDXS1、VvDXS2、VvDXR、VvDHR、VvPNLinNer1、VvCSLinNer、VvGwbOci、VvCSbOci、VvGwGer等基因均能响应水分亏缺而上调。【结论】综合果实中香气组分的积累量与感官品质,轻度水分亏缺(60%-70%田间最大持水量)更能促进‘阳光玫瑰’葡萄果实香气品质的形成,有助于提高果实的商品价值。

外源茉莉酸甲酯对植物香气影响的研究进展

植物香气由植物生长发育过程中产生的次级代谢产物组成,作为植物的天然产物之一,其已成为品种筛选和影响经济价值的重要指标.在探究外源激素对植物香气影响的研究中发现茉莉酸甲酯(MeJA)能够显著调控植物香气,因此茉莉酸甲酯对植物香气调控机制的阐释及其应用成为研究热点.综述了植物香气成分、茉莉酸甲酯结构和功能及其生物学合成途径、茉莉酸信号通路、外源茉莉酸甲酯对植物香气相关基因表达及代谢产物的调控,分析了目前研究存在的问题并展望其应用前景.

草莓果实香气物质研究进展

香气是草莓果实风味品质的重要组成部分,浓郁的香气会提升草莓的吸引力与竞争力。香气物质主要包含酯类、醛类、醇类、呋喃类、烯烃类等,在果实重量中占比极小,但对果实风味形成作用重大,其不同种类和比例的组合会产生不同的感官效果。本文对草莓果实香气物质的组成及成分、果实香气物质的影响因素(品种、栽培措施、环境条件、果实成熟度和贮藏环境)、果实香气物质的合成途径(脂肪酸途径、氨基酸途径、萜烯类途径和碳水化合物途径)、果实香气物质合成的机理等进行综述,并对今后草莓果实香气物质和香气质量提升的相关研究进行了展望。

玫瑰挥发性香气成分研究进展

香气作为玫瑰的主要性状之一,在玫瑰中发挥着重要作用,受到人们越来越多的关注。因此充分了解玫瑰香气物质成分和合成途径,有助于玫瑰品种香气有效调控。文章综述了玫瑰香气物质种类、合成途径及其相关结构基因、品种特性和鉴定方法的研究进展,并对今后玫瑰香气研究进行展望,以期给玫瑰花香后续研究提供参考。

PuFAD8基因过表达载体的构建及其在番茄中的遗传转化

脂肪酸去饱和酶8(fatty acid desaturase 8,FAD8)是FAD基因家族成员,可参与催化不饱和脂肪酸的合成进而影响果实香气。为进一步研究PuFAD8基因的功能及其与番茄果实挥发性物质的关系,文章构建了模式植物番茄PuFAD8基因的过表达载体,通过农杆菌介导遗传转化、植物组织培养技术获得番茄PuFAD8基因过表达植株。结果表明,番茄PuFAD8基因过表达载体构建成功,并获得番茄过表达植株,以便进一步研究该基因的分子功能,为明确其在番茄果实成熟过程中挥发性物质的调控机制奠定了基础。

广西特色香稻地方品种香味及其香味基因型的鉴定

【目的】鉴定广西地方香稻品种的香味及其香味基因型,为开发和利用广西香稻地方种质资源及选育优质特色香稻品种提供理论依据。【方法】将传统香味鉴定方法(KOH浸泡法和籽粒咀嚼法)与分子标记技术结合,对179份广西地方香稻种质资源的香味及其香味基因型进行鉴定。【结果】179份供试材料中,KOH浸泡法检测到具有香味的材料167份,籽粒咀嚼法检测到具有香味的材料124份。籽粒咀嚼法鉴定为香稻的品种中97.58%能用KOH浸泡法鉴定出香味,但KOH浸泡法鉴定为香稻的品种中仅72.46%能用籽粒咀嚼法鉴定出香味。利用分子标记法能检测到等位基因的有71份,占供试材料总数的39.66%,主要以InDel7和InDel4-5等位基因为主,其中仅1份检测到InDel2等位基因,40份检测到InDel7等位基因,37份检测到InDel4-5等位基因,未检测到InDel13等位基因,但有7份同时检测到InDel7等位基因和InDel4-5等位基因。71份能检测到等位基因的材料中有69份被籽粒咀嚼法和/或KOH浸泡法鉴定为香稻品种,正确率达97.18%。在籽粒咀嚼法和KOH浸泡法均鉴定为香稻的121个品种中,香味表型明确,但仅有55个品种能检测到等位基因,检出率为45.45%。来自百色市的供试材料中能检测到等位基因的品种占该市香稻品种总数的53.19%,含有InDel2、InDel7和InDel4-5等位基因型,但以Indel7等位基因型为主;来自河池市的供试材料中能检测到等位基因品种占该市香稻品种总数的比例最高,达64.10%,但只检测到2种基因型,以Indel4-5等位基因型为主;柳州市及其他市能检测到等位基因的比例远低于百色市和河池市。【结论】广西香稻地方品种具有较强的地域特色,不同地区的香稻香味等位基因存在明显差异,且可能存在已报道的等位基因之外的香味基因或香味等位基因,仅用4个已报道的等位基因不足以检测出全部的香稻品种,应将分子标记法与传统鉴定方法相结合,才可更准确鉴定出香稻品种。

香稻的发展现状与研究进展

香米具有独特的香味及营养品质使其在国际稻米贸易中占有重要地位。近年来,随着分子技术的日益成熟及育种手段的不断提高,香稻的研究也从表型特征特性等深入到分子水平,育成的香稻品种也从单纯的常规品种到常规品种与杂交香型组合并存。文章综述了香稻的发展现状与研究进展,主要包括香稻的营养价值、香味的化学成分、香味的鉴定方法、香味的表达、香味的遗传、香味基因的分子标记与定位等,同时提出加强对香稻资源在特征特性、遗传多样性、配合力、分子标记、基因定位等方面的研究,以加快育成优质的香稻品种,满足社会对优质香稻的需求。

烤烟品种大白筋599特征香气性状的物质及分子基础研究

为探索大白筋599特征香气性状的关键致香物质基础和分子机制,为特香型烤烟品种培育及工业利用奠定基础,通过不同品种(系)的表面分泌物检测及烟叶感官鉴定比较,明确大白筋599特征香气性状关键致香物质基础;通过对不同品种中调控关键致香物质合成的基因进行测序,明确大白筋599特征香气性状形成的分子基础。结果表明,烤烟品种大白筋599和香料烟品种Samsun表面分泌物中含有赖百当二萜冷杉醇,而普通烤烟G28等均不含冷杉醇。普通烤烟G28与大白筋599杂交或回交的后代品系中,含有冷杉醇的均具有大白筋599特异香气特性,不含冷杉醇的没有特异香气特性。调控冷杉醇合成的关键基因Nt CPS2的第292位碱基在不同品种间具有多态性,在大白筋599中是野生型碱基G,而在供试普通烤烟及生产主栽品种中是突变型碱基T。冷杉醇是烤烟品种大白筋599特异香气性状形成的关键致香物质。调控冷杉醇合成的关键基因Nt CPS2的第292位碱基在大白筋599及供试普通烤烟品种和主栽品种间的SNP多态性,是导致其香气特征差异的主要原因。通过遗传改良,丰富烟草表面分泌物中致香成分的种类和含量,是培育特色香气风格烤烟品种的重要途径。

不同果袋对‘阳光玫瑰’葡萄香气组分及合成相关基因表达的影响

【目的】探讨不同类型果袋对‘阳光玫瑰’葡萄香气组分及合成相关基因表达的影响,为葡萄生产栽培选择适宜的果袋提供理论指导。【方法】以‘阳光玫瑰’葡萄为材料,套普通单层白纸袋、透明微孔塑料袋、双层外黄内黑纸袋和单层绿纸袋4种不同果袋,以普通单层白纸袋为对照(以下简称白袋、透明袋、黑袋和绿袋)。采用实时荧光定量PCR法分析脱氧木酮糖磷酸合酶基因(DXS3)、香叶基二磷酸合酶基因(GPPS)、里那醇合成酶基因(LIS)的表达变化,利用GC-MS技术测定葡萄香气组分。【结果】与对照相比,套透明袋果实较大,可滴定酸含量偏低,但可溶性固形物含量高,糖酸比高,差异显著;套黑纸袋和绿袋果实可溶性固形物含量较低。套透明袋果实中单萜类物质特征香气里那醇含量丰富,香叶醇、橙花醇、萜品醇等辅助类香气含量也很高,玫瑰香气浓郁;而套黑袋果实则特征香气含量最少;套绿袋果实香气物质种类少。套透明袋果实DXS3、GPPS和LIS基因表达量上调,促进单萜物质生成,单萜物质含量丰富,而套黑袋抑制了基因表达,推迟了基因表达高峰,影响单萜物质生成。套绿袋果实和对照相比基因表达量没有显著性差异。【结论】套不同的果袋对‘阳光玫瑰’葡萄果实香气组分及合成相关基因表达量的变化有显著的差异。

水稻香味基因的染色体定位研究

以籼型及粳型标记基因系为工具材料，分别与武进香籼、武进香粳杂交，研究香味基因在染色体上的位置，以碱浸法测定双亲和Ｆ＿１，Ｆ＿２及部分Ｆ＿３组合的叶香，结果表明，香味基因与分属水稻１１个染色体的３９个标记基因表现独立遗传，而与位于第８染色体上的标记基因ｖ一８表现连锁，估算２基因之间的重组值约为３８．０３％±３．８４％，推定水稻香味基因位于第８染色体上。

不同砧木嫁接对薄皮甜瓜成熟期品质、香气合成相关酶活性及基因表达的影响

【目的】明确不同砧木嫁接对薄皮甜瓜成熟期品质、主要香气组分和含量及相关酶活性与基因表达的影响。【方法】以薄皮甜瓜‘玉美人’为接穗,白籽南瓜‘圣砧1号’(G1)、‘甜砧2号’(G2)和厚皮甜瓜‘PG22HF1’(G3)为砧木,测定成熟果实的相关品质及香气合成关键酶活性,并对醇脱氢酶(alcohol dehydrogenase,ADH)和醇酰基转移酶(alcohol acyltransferase,AAT)的基因表达进行实时荧光定量PCR分析。【结果】3种砧木嫁接不同程度地延迟了果实成熟,表现为果实硬度大,果皮颜色退绿慢,可溶性固形物含量低,G2比自根果实延后2 d,而G1和G3延后程度更大。G2砧木嫁接后显著提高了成熟甜瓜果实中非乙酸酯类种类和含量以及乙酸乙酯等主要酯类的含量,其非乙酸酯类含量是花后相同天数自根果实的1.5倍;而其它两个砧木嫁接后显著降低了主要酯类的含量,且3种砧木嫁接果实中均检测到自根果实中没有的草酸烯丙基异己酯。对于成熟一致的果实,嫁接没有显著降低香气合成相关酶活性,而且G2还提高了脂氧合酶(lipoxygenase,LOX)、ADH和AAT的活性,但是,嫁接抑制了香气合成关键酶的基因表达。【结论】不同砧木对成熟果实品质影响不同。‘甜砧2号’利于提高果实品质,其它两个砧木降低了相关品质。嫁接一方面是通过延迟果实成熟而影响果实品质和香气合成相关酶的活性,另一方面,从转录水平降低了香气合成相关酶基因的表达,最终影响果实的香气成分和品质。

CPPU对‘阳光玫瑰’葡萄品质及香气合成相关基因表达的影响

[目的]研究不同质量浓度细胞分类素(CPPU)对葡萄果实香气组分及合成相关基因表达的影响,为阐明香气物质的合成提供理论依据。[方法]以‘阳光玫瑰’葡萄为材料,在花期时用25 mg·L^(-1)GA_3处理花序,花后2周时用25 mg·L^(-1)GA_3+0 mg·L^(-1)CPPU处理果穗作为对照(CK),设置25 mg·L^(-1)GA_3+5 mg·L^(-1)CPPU(Ⅰ)、25 mg·L^(-1)GA_3+10 mg·L^(-1)CPPU(Ⅱ)、25 mg·L^(-1)GA_3+15 mg·L^(-1)CPPU(Ⅲ)3个处理,采用实时荧光定量PCR法研究香气合成相关基因脱氧木酮糖磷酸合酶基因(DXS3)、香叶基二磷酸合酶基因(GPPS)和里那醇合成酶基因(LIS)的表达变化,并利用GC-MS技术测定葡萄香气组分。[结果]与对照相比,处理Ⅰ和Ⅱ的果实显著增大、增重,可滴定酸含量和可溶性固形物有所下降,外观品质提高,处理Ⅲ因CPPU浓度过高而引起葡萄品质下降。与对照相比,香气种类减少,萜类物质特征香气里那醇、顺式氧化里那醇、香叶醇等相对含量降低,风味变淡,且CPPU浓度过高,不利于香气的产生。与对照相比,经不同浓度CPPU处理的果实中香气合成相关基因DXS3、GPPS、LIS表达量高峰推迟且峰值下调,浓度越高,推迟时间越久,峰值更低,基因表达受抑制,这与萜类物质相对含量降低相一致。[结论]25 mg·L^(-1)GA_3+5 mg·L^(-1)CPPU处理能够改善‘阳光玫瑰’葡萄外观品质并保证内在品质。

茶树挥发性萜类物质及其糖苷化合物生物合成的研究进展

挥发性单萜(C10)与倍半萜(C15),常具有宜人的花果香气。茶鲜叶中此类物质的种类及其糖苷化合物的含量和水解对成品茶的香气香型有重要影响。就可能影响茶树挥发性萜类物质及其糖苷化合物合成途径中的限速反应和相关的酶进行综述,认为1-脱氧-D-木酮糖-5-磷酸还原异构酶(DXR)和羟甲基戊二酰辅酶A还原酶(HMGR)是影响萜类代谢前体异戊烯基焦磷酸(IPP)及二甲烯丙基焦磷酸(DMAPP)的限速酶。单萜和倍半萜合成酶是挥发性萜类化合物生物合成途径中的关键酶。此外,糖基转移酶可能与茶鲜叶中糖苷态萜类香气化合物的合成和积累有关。糖苷水解酶则催化茶鲜叶中糖苷态香气物质的水解,导致香气物质的释放。调节相关基因的表达,将有可能控制萜类代谢流向挥发性萜类合成分支。本文还讨论了影响茶叶香气品质的其他因素,如茶树品种、栽培环境,以及加工方法等。

‘乔纳金’苹果及其脆肉芽变果实质地发育机理

【目的】研究‘乔纳金’苹果及其脆肉芽变果实发育后期硬度与脆度的变化、果实香气成分含量以及果实软化相关基因的表达差异,旨在为全面认识该脆肉芽变的发育机理提供科学依据,并为进一步丰富苹果果实质地品质发育的理论体系提供基本资料。【方法】以‘乔纳金’苹果及其脆肉芽变苹果发育后期的果实为试材,检测果实硬度、脆度、香气成分含量以及乙烯生物合成基因ACO、ACS和果实软化有关基因PG、PME、β-Gal、α-L-Af、XET、AM、LOX及β-xyl的表达量。【结果】‘乔纳金’苹果及其脆肉芽变果实发育后期的果实硬度与脆度整体均呈下降趋势,其中在采前50-35 d有个快速下降过程,但脆肉芽变的果实硬度与脆度均显著高于‘乔纳金’;‘乔纳金’苹果酯类化合物的种类数与含量分别是其脆肉芽变的1.5倍和1.2倍,而醇类和醛类化合物含量分别仅是其脆肉芽变的15.1%和14.3%;‘乔纳金’苹果ACO基因表达量前后变化很大,在花后120 d有一个明显的表达峰,花后113-120 d表达量(2 995.8)占总表达量(3 039.6)的98.6%,而‘乔纳金’硬肉芽变果实ACS和ACO基因表达量前后变化不大,总表达量仅分别相当于‘乔纳金’的73.9%和1.1%,且表达峰均滞后于‘乔纳金’;‘乔纳金’苹果PG及XET等6个基因在花后113-120 d表达量均占总表达量的35%以上,是引起‘乔纳金’苹果果实硬度与脆度快速下降的主要原因,而‘乔纳金’脆肉芽变果实参试的12个基因总表达量(1 021.9)仅是‘乔纳金’(4 399.1)的23.2%,其中PG、α-L-Af、XET和β-Gal等4个基因表达量分别是‘乔纳金’的12.5%、62.7%、72.6%和75.3%。【结论】‘乔纳金’苹果酯类成分种类多、含量高,而脆肉芽变醇类和醛类成分种类多、含量高;两份材料果实发育后期果实硬度和脆度的差异及其变化可能是ACS、ACO、PG、β-Gal、β-xyl、α-L-Af和XET等多种基因协同作用的结果,其中ACO、PG、β-Gal和XET是关键基因。

9个广西常规香稻品种香味及香味基因变异类型分析

为加快广西香稻品种选育及新育成品种的推广应用,利用感官法和仪器测定法对9个广西常规香稻品种的香味表型进行鉴定,利用吸嗅蒸汽法对其香味类型进行评价,并应用目前已经开发的6个香味基因变异类型的功能标记对其香味基因型进行鉴定。结果表明,感官法和仪器测定法鉴定结果一致,9个供试品种均为香稻品种;除桂野丰为芋头香型,其他8个品种均为爆米花香型;除桂茉香1号外,其他8个香稻品种均为第7外显子缺失8 bp变异类型。桂茉香1号香味评分75分,2-乙酰-1-吡咯啉含量74.838μg/kg,却不属于本研究检测的6种Badh2基因变异类型,有待进一步鉴定和研究。

鸡粪及其配施尿素对甜瓜香味物质、酶活性及基因表达的影响

为了探讨鸡粪以及鸡粪与尿素配施对薄皮甜瓜果实香气物质合成及关键酶的影响,以薄皮甜瓜“DX108”为试材,以尿素为氮源的处理作为对照(CK),研究等量氮素条件下,鸡粪及其与尿素配施处理对甜瓜果实香气物质以及相关酶活性变化的影响,并分析了乙醇脱氢酶(ADH)和醇酰基转移酶(AAT)基因的表达水平。结果表明:不同处理对薄皮甜瓜香气物质合成、相关酶活性以及关键酶基因表达的影响存在明显差异;尿素处理促进了甜瓜果实中C6和C9醇醛类化合物的合成,而鸡粪以及鸡粪与尿素配施提高了成熟果实中酯类物质含量和种类,尤其是乙酸酯类含量;鸡粪配施尿素处理提高了花后35 d甜瓜果实中非乙酸酯类物质含量,且是尿素处理花后35 d甜瓜果实中非乙酸酯类物质含量的3.1倍,还检测到了尿素处理果实中没有检测到的特征性酯类物质;鸡粪和鸡粪配施尿素处理提高了花后25~30 d果实中LOX酶、氨基转移酶、ADH酶以及AAT酶活性,降低了花后35 d果实中ADH酶活性,抑制了30 d后果实中CmADH1和ADH2的基因表达,而促进了CmAAT1和CmAAT3基因表达。由此可知,鸡粪以及鸡粪与尿素配施有可能是通过调节果实不同发育期香味物质合成途径中关键酶活性的协调变化以及关键酶基因表达,影响了果实香气物质的合成,尤其是酯类物质的合成。

影响烟草香味的主要次生代谢途径及其研究进展

介绍了影响烟草香味的3条次生代谢途径,阐述了代谢频道和基因工程对次生代谢的调控及目前用基因工程来提高烟草次生物质含量的研究进展,并对利用代谢工程对烟草香气品质改良的可能途径和应用前景进行展望。

水稻香味与光滑叶和CMS基因的遗传关系研究

本项研究采用ＫＯＨ溶液浸提法鉴别水稻叶片的香味。试验表明：川香２８Ａ的叶片香味和雄性不育基因分别受２对隐性基因控制。原产美国的光滑稻品种Ｌｅｍｏｎｔ，ＳｈｏｒｔＭａｒｓ和ＢｌｕｅＢｅｌ的光滑叶性状均受一对隐性基因支配。香味基因与光滑叶基因，以及香味基因与ＣＭＳ基因均表现为独立遗传。