在天然和栽培的神农香菊(Chrysanthemum indicum var. Aromaticum,CIA)种群中,二倍体和四倍体种质共存,但香气特征及其生物合成机制仍然缺乏特征。团队近期研究结合了超快气相电子鼻、广泛靶向的风味组学和感官评价分析,鉴定出二倍体CIA中的15种关键香气化合物和四倍体CIA中的10种关键化合物。这两组之间的香气差异主要归因于萜类化合物的变化。
通过比较转录组分析,在倍性水平上,花组织中有30个差异萜合酶(TPS)基因,叶组织中有27个差异TPS基因。本研究克隆了7种TPS基因,并将其分为两个TPS亚家族,预测了这7种TPS的结构模型,分子对接结果表明它们与法尼基二磷酸和香叶基二磷酸具有很强的结合亲和力。体外酶实验表明,6种CiaTPS-a酶表现出多功能催化活性,可生物合成花和木本萜类化合物,包括α-萜品醇、β-红没药烯和(E)-β-法尼烯。相比之下,CiaTPS-b19表现出底物特异性,仅将香叶基二磷酸转化为(E)-β-Ocimene、β-Myrcene和β-Ocimene。这些发现为二倍体和四倍体CIA资源的育种和工业应用提供了至关重要的见解。

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