‘海黄’牡丹花挥发性物质释放规律及PsGDS的克隆与表达分析

作者:李瑞雅; 宋程威; 牛童非; 魏祯祯; 郭丽丽; 侯小改*
来源:园艺学报, 2023, 50(02): 331-344.
DOI:10.16420/j.issn.0513-353x.2021-0870

摘要

以‘海黄’牡丹为材料,采用动态顶空套袋—吸附和GC–MS技术,分析其花挥发性物质成分和相对含量的变化规律。结果共检测出34种挥发性物质,不同花期花挥发性物质的释放量为盛开期>初开期>衰败期>绽口期,在花的不同部位中花瓣相对含量最高,日变化规律为先上升后下降,在14:00—16:00达到峰值,其中芳樟醇、2,6–辛二烯–1–二醇–3,7–二甲基、大根香叶烯D等化合物是挥发性物质主要成分。此外,克隆并鉴定了‘海黄’牡丹大根香叶烯D合成酶基因(GermacreneD synthase,PsGDS,GenBank登录号为MZ513465),其开放阅读框为1 725 bp,编码574个氨基酸。序列相似性分析发现PsGDS与其他物种GDS平均序列相似性为52.6%,系统进化分析表明PsGDS与木本植物的进化关系较近,其中与葡萄的进化关系最近,与草本植物的进化关系较远。PsGDS在‘海黄’中的表达量高于其他几个牡丹品种,其时空表达模式为:在初花期表达量最高,花瓣中表达量最高,日变化中12:00—14:00表达量最高,其表达水平与大根香叶烯D相对释放规律一致,呈显著正相关。亚细胞定位分析表明PsGDS主要定位于细胞质中。PsGDS可能是控制‘海黄’牡丹大根香叶烯D化合物挥发量的关键基因,其编码的蛋白在细胞质中发挥功能,催化大根香叶烯D生成。