百合为多年生草本球根植物,其花型较大、花色多样且花香浓郁,在世界鲜切花市场占有重要的地位。‘西伯利亚’百合(Lilium‘Siberia’)属于东方百合杂种系,能够释放沉香醇等游离态花香物质。游离态花香物质在植物体内可以糖苷键合态前体形式存在,在适当条件下转变成游离态释放出来,糖苷酶在其中可起到关键作用。本研究以不同光暗条件下‘西伯利亚’百合为材料克隆了樱草糖苷酶基因,并通过原核表达、重组蛋白酶活性鉴定、实时荧光定量PCR、GC-MS和UPLC-Q-TOF-MS等技术和方法,研究了光对樱草糖苷酶基因LoPRI的表达及游离态和糖苷键合态沉香醇含量变化的影响,为探究‘西伯利亚’百合香气形成和沉香醇昼夜节律释放调控的分子机理奠定理论基础。主要研究结果如下:1.采用RT-PCR技术,从百合花瓣中克隆了樱草糖苷酶基因LoPRI基因。该基因长度为1482bp,编码493个氨基酸,蛋白分子量为64472.78Da,等电点(pI)为5.28。LoPRI含有NEP和ITENG结构域,属于糖苷水解酶家族1成员。2.构建了LoPRI原核表达载体,诱导表达获得纯化的重组LoPRI蛋白,通过对百合花瓣的键合态糖苷前体物质进行体外催化反应,固相微萃取挥发性物质并通过GC-MS鉴定获得大量酶催化产物沉香醇;另外采用UPLC-Q-TOF-MS鉴定出‘西伯利亚’百合花朵中与沉香醇结合的糖苷键合态前体花香物质仅有樱草糖苷-沉香醇复合物,进一步明确LoPRI是樱草糖苷酶,催化樱草糖苷-沉香醇复合物的糖苷键裂解,释放沉香醇。3.采用荧光定量PCR技术分析了LoPRI的时空表达规律。研究结果发现LoPRI在‘西伯利亚’百合的器官中均表达,其表达水平在花瓣与萼片中接近,表达量最高,其次为根和叶,鳞茎表达量最低;随着花的开放,LoPRI表达量逐渐增加,盛开期达到最高,衰败期又降低。在72 h的12h光照/12h黑暗以及持续光照条件下,LoPRI表达量都在16 PM达到最高峰,而在晚上24PM到4 AM表达量最低,表现了相似的节律性。72h无光照条件下,该基因的表达量显著降低,并出现表达节律提前的现象。4.采用GC-MS和LoPRI体外催化技术分别测定了在72h不同时间点12h光照/12h黑暗、持续光照和持续全黑暗条件下,沉香醇挥发量和樱草糖苷-沉香醇复合物的含量变化。研究结果表明,沉香醇的释放在16PM达到最大值,4AM释放量最低,而樱草糖苷-沉香醇复合物含量却是16PM达到最低值,4AM是含量最高时间点,具备相反的昼夜节律性。恒定黑暗下,沉香醇释放量和樱草糖苷-沉香醇复合物含量都很低。说明光照对两者的含量都有重要影响,且LoPRI是调控沉香醇节律释放的关键基因。