关于芳香茉莉（Osmanthus fragrans）中香叶基香叶基焦磷酸合成酶（GGPPS）基因家族的见解，以及OfGGPPS13在花朵颜色和香气形成中的作用

《Journal of Insect Physiology》：Insights into the geranylgeranyl pyrophosphate synthase (GGPPS) gene family in Osmanthus fragrans and the role of OfGGPPS13 in the formation of floral color and aroma

山茶花花香与花色差异与萜类合成酶基因OfGGPPS13的功能相关，该基因在花器官特异性表达，其过表达影响β-胡萝卜素和芳樟醇含量，揭示其在花色和香气形成中的关键作用。

　　

邱汉若|田青音|曾贵民|谢晨晨|杨秀莲|王良贵|岳远正

江苏省南方可持续林业协同创新中心/南京林业大学景观艺术学院/林学与草业学院及水土保持学院，南京210095，中国

摘要

Osmanthus fragrans（桂花）以其浓郁的香气而闻名，不同品种的香气和花色各具特色。香气和花色是影响Osmanthus fragrans观赏价值的重要因素。萜类化合物是植物中的重要次生代谢产物，其中β-胡萝卜素（C40）是主要的色素成分，而芳樟醇（C10）则是其关键芳香成分。Osmanthus fragrans中的香叶基香叶基焦磷酸合成酶基因（GGPPSs）在植物的次生代谢过程中起着重要作用。然而，关于GGPPS家族在Osmanthus fragrans的花色和香气形成中的具体功能，目前研究较少。本研究鉴定了24个OfGGPPS基因，并将其分为两个亚家族。OfGGPPSs基因具有组织特异性表达特征，其中OfGGPPS13在花朵中的表达量最高。OfGGPPS13蛋白定位于叶绿体中。通过qRT-PCR验证了OfGGPPS13的转录组数据，发现‘Wanyingui’（香气浓郁的品种）在花的不同发育阶段的表达水平高于‘Zhuangyuanhong’（花色深沉的品种）。在Osmanthus fragrans花瓣中短暂过表达OfGGPPS13后，发现该基因能够增加β-胡萝卜素（主要色素）的含量，但降低芳樟醇（主要挥发性化合物）的含量。研究表明，OfGGPPS13是调控Osmanthus fragrans花香和花色形成的关键基因。我们的发现为GGPPS基因家族提供了基因资源，有助于进一步揭示该物种花香和花色形成的分子调控机制。