茉莉酸甲酯诱导檀香叶片合成橙花叔醇和芳樟醇的分子机制：四个萜类合成酶基因的功能鉴定

本研究揭示了茉莉酸甲酯（MeJA）胁迫下檀香（Santalum album）叶片中挥发性萜类化合物的合成调控机制，鉴定出四个萜类合成酶基因（SaTPS）可体外催化生成（E）-橙花叔醇和芳樟醇，为解析植物抗逆代谢调控及萜类香料生物合成提供新见解。

　　

Highlights

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  MeJA处理显著诱导檀香叶片中15种萜类化合物（包括罗勒烯、芳樟醇、橙花叔醇和α-法尼烯）的合成，占挥发性有机物总量的38.01%
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  MeJA处理6小时后，MVA通路基因转录水平较对照组提升2-8倍，10个萜类合成酶（SaTPS）基因显著上调
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  体外酶活实验证实四种SaTPS重组蛋白可催化底物生成（E）-橙花叔醇和芳樟醇
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  过表达四个SaTPS基因可在檀香愈伤组织中合成（E）-橙花叔醇、（Z）-橙花叔醇和芳樟醇

MeJA treatment induced the significant production of volatile terpenoids in S. album leaves

通过GC-MS分析发现，MeJA处理后檀香叶片挥发性有机物（VOCs）谱呈现显著定性定量差异，共鉴定出8类VOCs（包括萜类、醛类、醇类、酮类、酯类、苯环类、烷烃和杂环化合物）。其中15种萜类化合物在处理后6小时被强烈诱导，占挥发性有机物总量的38.01%。

Differences in volatile terpenoids induced by MeJA treatment among plant species

植物特异性萜类作为天然产物长期广泛应用于医药和香料行业。尽管不同植物中已发现数千种萜类，但其产量通常较低，且受生物/非生物胁迫诱导，具有组织特异性和季节动态积累特性。多种TPS基因被报道参与植物胁迫响应，如葡萄中VvTPS54和VvTPS57可被MeJA诱导合成芳樟醇与橙花叔醇。本研究首次在檀香叶片中揭示MeJA诱导的萜类合成分子机制。

Conclusion

本研究证实MeJA处理可激活檀香叶片中萜类合成通路，其中TPS-g亚家族的四个SaTPS酶被鉴定具有合成橙花叔醇和芳樟醇的功能。这些发现为理解檀香响应外源MeJA的转录调控机制及挥发性萜类积累提供了新视角。