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花香是百合(Lilium spp.)重要的观赏性状之一,LA杂种系百合集合了麝香百合(Longiflorum hybrids)和亚洲百合(Asiatic hybrids)的生长特征,具有强健的植株和清新的芬芳。我们结合使用顶空固相微萃取(HS-SPME)气相色谱-质谱(GC-MS)联用技术和实时荧光定量技术,来了解LA杂种系百合花香释放代谢途径的生物化学规律和遗传特征。收集4个杂交系(LA系百合、麝香百合、亚洲百合、OT系百合)5个品种以分析挥发物释放。这五个品种花香分为3个级别:无香味,淡香味和强香味。同时利用同源克隆的方法,在LA百合中克隆得到甲羟戊酸合成途径(MVA)上的3个基因。主要结果如下:1、在5个不同杂交系且香味程度不同的百合品种中,花香成分释放存在显著差异,萜烯类化合物的释放规律与香气程度基本一致。对LA品种’爱神’不同开花时期、不同花器官进行花香成分分析得出:随着开花进程,初开期花香释放达到顶峰,随后逐渐降低;在花器官中,花瓣的香味释放量最大;其中,萜烯类化合物含量占总释放量的35%,主要有:β-(Z)-罗勒烯、石竹烯等。2、不同杂交系百合MVA途径合成酶基因(HMGR,MVD,FPPS,TPS)的表达模式不同;基因的表达量影响最终产物的生成。在LA品种’爱神’开花进程中,TPS基因的变化趋势与其萜烯类化合物释放规律相似,表明该基因可能是控制萜烯类化合物挥发量的关键基因。3、从LA百合’爱神’中克隆得到甲羟戊酸途径上的单萜合酶基因并命名为LlaTPS基因。该基因cDNA全长为1799 bp,具开放阅读框1764 bp,共编码587个氨基酸;将基因氨基酸序列进行对比和系统进化树分析,得出LlaTPS包含单萜合酶的结构功能域,与同属百合亲缘关系最近,属于TPSb亚家族。4、从LA百合’爱神’中克隆得到甲羟戊酸途径上合成倍半萜前提物质FPP的关键基因——法尼基焦磷酸合酶基因,并命名为LlaFPPS基因。该基因cDNA全长为1072 bp,开放阅读框1056 bp,共编码351个氨基酸;系统进化树分析,得出LlaFPPS基因编码蛋白与单子叶植物FPPS蛋白亲缘关系较近,与豆科植物亲缘关系较远。5、从LA百合’爱神’中克隆得到甲羟戊酸途径上焦磷酸甲羟戊酸脱羧酶(MVD)基因,并命名为LlaMVD基因,GenBank登录号为KX034060。该基因cDNA全长为1439 bp,开放阅读框1275 bp,共编码424个氨基酸;系统进化树分析,结果表明,百合MVD与油棕亲缘关系较近,与枣、桑、双子叶植物不在一个分支,亲缘关系较远。本实验对百合特征性花香生物合成途径中的3个基因进行克隆分析,并探索特征性花香基因在LA杂种系百合植株上的时空表达,初步解释LA杂种系百合相关花香成分释放规律,从而为进一步探究LA杂种系百合成香的分子调节机制提供理论依据。