柑橘UGT基因家族的克隆及表达分析

【作者】 高洁； 吴伯萍； 张波； 陈昆松；

【机构】 浙江大学果实品质生物学实验室浙江省园艺植物整合生物学研究与应用重点实验室；

【摘要】 结合态香气物质不具有挥发性,但可以作为改善风味品质的"潜在"物质,并开始受到关注。已有研究显示糖基转移酶(UGT)通过在具有羟基的挥发性游离态香气物质上进行糖基修饰,进而参与了结合态物质的形成。目前已在模式植物拟南芥、番茄以及葡萄、猕猴桃和草莓等植物中鉴别出参与结合态香气形成的UGT基因家族成员。柑橘果实具有含量丰富的结合态香气物质,开展UGT基因家族的鉴定及表达分析,对于阐明果实风味品质形成及调控具有重要意义。以温州蜜柑‘尾张’(Citrus unshiu Marcov‘Owari’)为材料,采集花后150、170、190和210 d的果实,利用顶空固相微萃取(HS-SPME)结合气相色谱一质谱联用(GC-MS)进行了结合态香气的检测,并分析了不同成熟阶段果实含量的变化。利用宽皮柑橘克里曼丁基因组数据库开展了UGT基因家族成员的克隆,开展了基于实时定量PCR技术的表达分析。温州蜜柑果实成熟过程中,结合态香气物质总的含量从转色期(花后150 d)开始增加,在花后190 d(果皮黄色阶段)含量达到最大值,花后210 d(果皮橙色阶段的晚熟期)含量下降。克隆获得了温州蜜柑果实的43个UGT基因家族成员,其中10个成员转录本含量随着果实成熟积累并在花后210 d达到最大值;14个UGTs在花后150 d具有最高的表达水平,随着果实成熟逐渐下降。还有部分UGT基因在花后170和190 d具有较高的表达水平,另有7个UG7基因在果实中的表达水平始终维持较低水平。通过开展柑橘果实成熟过程UG7的转录本含量与结合态香气物质浓度的相关性分析,发现家族成员Ciclevl0011540m、Ciclevl0028422m、Ciclevl0028422m和Ciclev10011598m同结合态香气物质反式-松香芹醇、4-萜品醇和α-松油醇等具有显著的正相关关系,推测这些基因参与了温州蜜柑果实结合态香气物质的生物合成。更多还原