农业生物技术学报

作者：薛志航, 买尔孜亚古丽•阿不来克木, 王爱凡, 廖燕, 严中建, 苏秀娟, 郭丹丽

单位：1 新疆农业大学 农学院,乌鲁木齐 830052; 2 新疆农业大学 薰衣草研究所/新疆作物生物育种重点实验室,乌鲁木齐 830052; 3 新疆生产建设兵团第四师农科所,可克达拉 835219

关键词：薰衣草,萜类化合物,转录因子,功能验证,

基金：新疆维吾尔自治区“天山英才”青年拔尖人才项目(2023TSYCCX0017); 国家自然科学基金地区科学基金(31960452)

薰衣草(Lavandula angustifolia)作为世界重要的香料经济作物,其花穗中萃取的精油蕴含了丰富的芳香化合物。这些化合物主要依赖于植物体内质体中的甲基赤藓糖醇-4-磷酸(methylerythritol 4-phosphate, MEP)途径进行代谢合成。在MEP途径中,1-脱氧-D-木酮糖-5-磷酸合酶(1-deoxy-D-xylulose 5-phosphate synthase, DXS)和1-脱氧-D-木酮糖-5-磷酸还原异构酶(1-deoxy-D-xylulose 5-phosphate reductoisomerase, DXR)作为前2步关键限速酶,对于整个代谢过程的顺利进行具有决定性的影响。为了验证MYC1在挥发性萜类化合物合成方面的功能,本研究从杂薰衣草(Lavandula × intermedia)中克隆LiMYC1 (myelocytomatosis 1)基因,通过构建pCAMBIA3301和pTRV2植物表达载体,利用根癌农杆菌(Agrobacterium tumefaciens)介导的遗传转化方法获得过表达和基因沉默植株。对转基因植株中LiMYC1、LiDXS和LiDXR基因的表达量进行检测,并对叶片中挥发性萜类化合物进行定性定量分析。结果显示,在LiMYC1基因过表达株系中,LiDXS和LiDXR基因的表达量显著上升,同时芳樟醇(linalool)和石竹烯(caryophyllene)的含量也出现不同程度的增加。相反,在LiMYC1基因沉默株系中,LiDXS和LiDXR基因的表达量明显降低,石竹烯的含量随之减少,但芳樟醇的含量却出现异常升高。以上结果表明,LiMYC1基因对萜类化合物合成的MEP途径起正调控作用,影响关键酶LiDXS和LiDXR的表达,且对石竹烯和芳樟醇的生物合成具有一定的调控作用。本研究对于解析薰衣草香气形成的分子机制,以及优化薰衣草的经济价值具有重要的指导意义。

来源：2025年第3期

《农业生物技术学报》期刊编辑部

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