近日，我校分子表觀(guān)遺傳學(xué)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室王麗教授和高翔副教授領(lǐng)導(dǎo)的研究團(tuán)隊(duì)近期在植物學(xué)一區(qū)刊物Journal of Experimental Botany在線(xiàn)發(fā)表了題為“Identification and Characterization of Terpene Synthase Genes Accounting for the Volatile Terpene Emissions in Flowers of Freesia x hybrida（doi:10.1093/jxb/ery224）”的研究論文。該研究利用頂空固相微萃取技術(shù)結(jié)合氣相質(zhì)譜分析了兩個(gè)香雪蘭園藝種（紅色花Red River和白色花Ambiance）花朵揮發(fā)物成分（主要由揮發(fā)性萜類(lèi)物質(zhì)和類(lèi)胡蘿卜素衍生物組成）。兩個(gè)品種花朵釋放的揮發(fā)性有機(jī)小分子在含量和種類(lèi)上存在明顯的差異，其中香雪蘭園藝種（Red River）花朵中主要釋放單萜物質(zhì)和類(lèi)胡蘿卜素衍生物紫羅蘭酮，而香雪蘭園藝種（Ambiance）花朵釋放的主要揮發(fā)性萜類(lèi)物質(zhì)為單萜物質(zhì)和倍半萜物質(zhì)?；谙阊┨m花朵轉(zhuǎn)錄組信息，結(jié)合分子生物學(xué)、生物化學(xué)等技術(shù)，初步揭示了香雪蘭園藝種Red River和Ambiance花朵揮發(fā)性萜類(lèi)物質(zhì)合成的分子機(jī)制。研究表明，不同香雪蘭萜類(lèi)合酶（FhTPS）在揮發(fā)性物質(zhì)合成中的作用不同。園藝種Red River?的花瓣、雌蕊和雄蕊釋放的芳樟醇和α-松油醇主要是由FhTPS1和FhTPS2催化底物GPP合成。少量揮發(fā)的單萜和倍半萜，例如月桂烯、順式羅勒烯、反式羅勒烯和橙花叔醇是由FhTPS6調(diào)控合成。園藝種Ambiance釋放的單萜物質(zhì)芳樟醇也是由FhTPS1調(diào)控合成。而大部分倍半萜物質(zhì)是由FhTPS7利用底物FPP催化產(chǎn)生，只有少量揮發(fā)的倍半萜物質(zhì)芹子烯和α-古云烯分別是由FhTPS6和FhTPS8催化底物FPP生成。
由于鳶尾科香雪蘭屬中已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的16個(gè)香雪蘭野生種中存在3種潛在的傳粉者。不同傳粉者訪(fǎng)問(wèn)的花朵釋放的花香成分顯著不同，暗示花香成分的差異可能在傳粉者介導(dǎo)的生殖隔離導(dǎo)致物種形成的過(guò)程中發(fā)揮了重要的作用，而香雪蘭栽培種花朵中萜類(lèi)合酶基因的克隆為揭示該花卉花香誘導(dǎo)傳粉者轉(zhuǎn)變的分子機(jī)制奠定了基礎(chǔ)。
植物的花香主要由具有芳香氣味的揮發(fā)性萜類(lèi)有機(jī)小分子組成。在被子植物的演化過(guò)程中，花香和其他性狀（例如花色、花型）協(xié)同作用以吸引不同生境條件下的傳粉者為植物傳粉，有利于植物的繁殖。地球上90%的被子植物和近三分之一的糧食作物需要花香協(xié)助傳粉，因此花香的研究顯得尤為重要。萜類(lèi)合酶是催化各種揮發(fā)性物質(zhì)合成的關(guān)鍵酶?？寺≥祁?lèi)合酶基因并驗(yàn)證其功能，將有助于揭示花香介導(dǎo)傳粉者轉(zhuǎn)變機(jī)制的分子基礎(chǔ)，具有重要的理論價(jià)值。
王麗教授科研團(tuán)隊(duì)一直致力于香雪蘭的相關(guān)研究。在上個(gè)世紀(jì)八十年代，團(tuán)隊(duì)利用植物組織培養(yǎng)技術(shù)，成功建立了香雪蘭無(wú)性繁殖體系。在國(guó)際植物學(xué)主流刊物上發(fā)表系列論文，闡述了香雪蘭體外形態(tài)建成的途徑和體細(xì)胞胚胎發(fā)生單細(xì)胞起源的觀(guān)點(diǎn)。九十年代，課題組將組織培養(yǎng)技術(shù)與傳統(tǒng)的雜交技術(shù)結(jié)合，開(kāi)發(fā)了“香雪蘭新品種培育技術(shù)”，并應(yīng)用于四倍體現(xiàn)代香雪蘭的新品種培育。培育香雪蘭新品系二十余個(gè)，審定香雪蘭新品種13個(gè)。12個(gè)新品種達(dá)到國(guó)際行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，通過(guò)荷蘭權(quán)威機(jī)構(gòu)審定，結(jié)束了我國(guó)在此方面空白的歷史。2016年，“香雪蘭繁育技術(shù)創(chuàng)新、新品種培育及推廣示范”的科研成果獲得吉林省科學(xué)技術(shù)進(jìn)步一等獎(jiǎng)。2010年以來(lái)，研究團(tuán)隊(duì)在植物花朵類(lèi)黃酮和揮發(fā)性萜類(lèi)物質(zhì)代謝調(diào)控領(lǐng)域進(jìn)行了系統(tǒng)的研究，并取得了一系列有價(jià)值的研究成果 ( Front Plant Sci. 2017;8:428; Sci Rep.2016;6:30514; Front Plant Sci.2016;7:410; Nat Prod Res.2012;27:37-40; Plant Cell Rep. 2011;30 (7):1209-18; Plant Cell Tiss Org. 2018，doi: 10.1007/s11240-018-1447-0 ）
