姜花花香相关microRNAs及其靶基因调控机制解析：揭示miR167n/miR393a-ARF8/TIR1模块在萜类合成中的新功能

本研究针对姜花(Hedychium coronarium)花香合成调控机制不明的科学问题，通过整合sRNA测序、降解组测序和分子生物学技术，首次系统鉴定了171个保守miRNA和32个新型miRNA，揭示了hco-miR167n-HcARF8和hco-miR393a-HcTIR1调控模块通过影响萜类合成酶HcTPS8表达来调控桉叶醇、罗勒烯等花香物质合成的分子机制，为芳香植物育种提供了新靶点。

　　

在自然界中，花朵的芬芳气息不仅是植物吸引传粉者的重要手段，更是人类感官享受的重要来源。姜花(Hedychium coronarium)作为姜科植物中的明星物种，以其浓郁的芳香和优雅的花姿备受青睐。然而，这种令人陶醉的香气背后隐藏着怎样的分子密码？特别是那些长度仅20余个核苷酸的小RNA分子——microRNA(miRNA)，是否在花香合成的交响乐中担任着指挥家的角色？这个问题的答案不仅关乎基础科学认知，更对培育新型芳香花卉品种具有重要价值。

华南农业大学的科研团队在《BMC Genomics》发表的研究成果，首次揭开了姜花花香调控的miRNA网络神秘面纱。研究人员通过整合气相色谱-质谱(GC-MS)、高通量sRNA测序和降解组测序等技术，结合分子生物学实验，系统解析了miRNA及其靶基因在花香合成中的调控作用。

研究采用多组学联用策略：通过GC-MS分析不同发育阶段(F1、F5、F6)花香物质动态变化；利用Illumina平台进行sRNA测序鉴定miRNA；采用降解组测序预测靶基因；通过qRT-PCR验证表达模式；构建STTM和VIGS系统进行功能验证；运用双荧光素酶报告系统和酵母单杂交验证转录调控关系。

研究结果显示，姜花主要花香成分桉叶醇、罗勒烯和芳樟醇的含量随花朵开放显著增加。sRNA测序鉴定出24个家族的171个保守miRNA和32个新型miRNA，其中hco-miR167n和hco-miR393a的表达模式与花香物质释放趋势一致。降解组测序发现102个mRNA降解位点，对应90个靶基因，包括auxin信号通路关键因子HcARF8和HcTIR1。

分子实验证实hco-miR393a和hco-miR167n分别靶向切割HcTIR1和HcARF8。外源IAA处理可上调miRNA表达并促进花香物质积累，而auxin抑制剂PCIB则产生相反效果。STTM沉默miRNA导致花香物质减少，而VIGS沉默靶基因则增加萜类合成。特别重要的是，双荧光素酶和酵母单杂交实验证明HcARF8能结合HcTPS8启动子并抑制其转录。

该研究首次绘制了姜花miRNA调控网络图谱，揭示了hco-miR167n-HcARF8和hco-miR393a-HcTIR1模块通过调控HcTPS8表达影响花香合成的新机制。这不仅丰富了植物次生代谢调控的理论体系，更为分子育种提供了重要靶点——通过调控这些miRNA或其靶基因，有望定向改良花卉香气品质。该研究建立的miRNA筛选和功能验证平台，也为其他芳香植物的研究提供了范式参考。

值得注意的是，该研究发现的auxin-miRNA-花香合成调控轴具有普遍生物学意义。auxin作为核心植物激素，其信号通路与miRNA调控网络的交叉对话，可能是植物协调生长发育与次生代谢的重要机制。未来研究可进一步探索环境因素(如光照、温度)如何通过影响这一调控轴来改变花香特性，为设施栽培条件下的香气调控提供理论依据。