【摘 要】
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百合香型多样,大多东方百合及其杂种系具有浓香,而亚洲百合及其杂种系无香或淡香,这种极端差异在一定程度上降低了百合商业价值。因此,改良花香是百合花香育种的一个重要目标。本研究以浓香Lilium‘Sorbonne’和无香Lilium‘Red Life’为材料,基于其香气成分差异,探究5个TPS基因的功能,试验结果如下:比较‘Sorbonne’和‘Red Life’香气成分,发现‘Sorbonne’（3
【基金项目】
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山西农业大学科技创新基金,绿化用百合新品种选育（项目编号:2019yz005）；
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百合香型多样,大多东方百合及其杂种系具有浓香,而亚洲百合及其杂种系无香或淡香,这种极端差异在一定程度上降低了百合商业价值。因此,改良花香是百合花香育种的一个重要目标。本研究以浓香Lilium‘Sorbonne’和无香Lilium‘Red Life’为材料,基于其香气成分差异,探究5个TPS基因的功能,试验结果如下:比较‘Sorbonne’和‘Red Life’香气成分,发现‘Sorbonne’（38种）中挥发性化合物比‘Red Life’（21种）中多,且‘Sorbonne’挥发物的释放总量是‘Red Life’的18倍;‘Sorbonne’中相对含量最高的单萜类化合物是（E）-β-罗勒烯,‘Red Life’中是柠檬烯。对已克隆出‘Sorbonne’和‘Red Life’的5个TPS蛋白进行生物信息学分析,发现5个TPS氨基酸数目在548～590个之间,分子量均为65 k Da左右,它们既是酸性蛋白,又是亲水蛋白,除Lrl TPS-3外,其余也都是稳定蛋白;5个TPS均不存在信号肽,但具有叶绿体转运肽,都具有丰富的α-螺旋,存在两个结构域,它们之间的重要差异主要在两个结构域的连接处。在序列上,相较于Lso TPS-1和Lrl TPS-1,Lso TPS-2插入了4个氨基酸,另有4个氨基酸位点发生变异,Lso TPS-3和Lrl TPS-3缺失了38个氨基酸,Lso TPS-3另有22个氨基酸位点发生变异,Lrl TPS-3另有25个氨基酸位点发生变异。构建携带有His标签的原核表达载体p ET32a-LTPS,诱导表达后发现,含转运肽的p ET32a-LTPS表达出的蛋白易形成包涵体,存在于沉淀中,通过表达条件的优化,依然无法获得可溶性重组蛋白。之后短截转运肽,构建重组蛋白p ET32a-（-）LTPS和p ET28a-（-）LTPS,经原核表达体系表达并纯化后获得可溶性目的蛋白。通过GC-MS对纯化出的LTPS蛋白进行体外酶活性检测,发现Lso TPS-1和Lrl TPS-1均可催化底物GPP形成主要产物罗勒烯,而Lso TPS-2、Lso TPS-3和Lrl TPS-3作用于GPP后可能产生α-蒎烯和柠檬烯。
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