煙草香氣突變體鑒定及揮發(fā)性香氣成分分析.pdf

1、煙草是世界上重要的經(jīng)濟(jì)作物，而香氣是煙葉品質(zhì)最重要的決定因素之一。本研究對(duì)通過(guò)甲基磺酸乙酯(EMS)誘變中煙100并篩選鑒定獲得的5個(gè)香氣突變體fgr1-fgr5進(jìn)行了鑒定。分別在光學(xué)顯微鏡下觀察并統(tǒng)計(jì)突變體的腺毛密度;使用PEN3型便攜式電子鼻系統(tǒng)對(duì)新鮮煙葉和烤后煙葉揮發(fā)性香氣成分進(jìn)行檢測(cè)，并對(duì)電子鼻響應(yīng)值進(jìn)行主成分分析和聚類(lèi)分析;以兩個(gè)香型突出的突變體與中煙100構(gòu)建了抑制性差減文庫(kù)，并從中挑選香氣代謝相關(guān)基因;對(duì)香氣合成相關(guān)基因進(jìn)

2、行實(shí)時(shí)熒光定量PCR，研究它們的表達(dá)情況。得到以下主要結(jié)果:
　　(1)分別取旺長(zhǎng)期、現(xiàn)蕾期、盛花期、成熟前期、成熟后期的突變體的全展葉，在光學(xué)顯微鏡下觀察并統(tǒng)計(jì)腺毛密度。與中煙100相比，這5個(gè)突變體表現(xiàn)出不同的成熟性狀和很高的腺毛密度，這兩個(gè)性狀都與煙草香氣有關(guān)，其中腺毛密度最高的是突變體fgr3和fgr4。
　　(2)分別對(duì)香氣突變體的新鮮煙葉和烤后煙葉的揮發(fā)性香氣成分進(jìn)行電子鼻檢測(cè)，通過(guò)比較新鮮煙葉和烤后煙葉的電子鼻

3、響應(yīng)情況發(fā)現(xiàn)，煙葉在成熟和烘烤過(guò)程中發(fā)生了明顯的化學(xué)成分變化;從電子鼻雷達(dá)響應(yīng)圖上可以看出，電子鼻對(duì)不同突變體的新鮮煙葉的揮發(fā)性成分具有不同的響應(yīng)值和響應(yīng)模式，每個(gè)材料都有特異的指紋圖譜;主成分分析和聚類(lèi)分析發(fā)現(xiàn)，可以將突變體分為2種類(lèi)型:“晾曬煙類(lèi)型”和“烤煙類(lèi)型”。
　　(3)取“晾曬煙類(lèi)型”突變體fgr3和“烤煙類(lèi)型”突變體fgr4的盛花期樣品，分別與中煙100構(gòu)建正反向差減文庫(kù)，從這4個(gè)差減文庫(kù)中隨機(jī)挑取1536個(gè)陽(yáng)性克隆

4、進(jìn)行測(cè)序，得到1017個(gè)高質(zhì)量ESTs，并組裝成202個(gè)unigenes。經(jīng)過(guò)功能注釋和GO分析，從這些unigenes中篩選到12個(gè)與煙草香氣代謝相關(guān)的基因。
　　(4)以5個(gè)生長(zhǎng)時(shí)期的突變體fgr3、fgr4和中煙100的葉片為材料，從文獻(xiàn)報(bào)道中挑選了19個(gè)與煙草香氣合成密切相關(guān)的基因，與從差減文庫(kù)中篩選到的基因一塊進(jìn)行熒光定量表達(dá)分析，從結(jié)果中確認(rèn)了14個(gè)對(duì)突變體的香氣貢獻(xiàn)較大的基因，主要分布于苯丙烷-類(lèi)黃酮途徑、MEP-類(lèi)

5、胡蘿卜素途徑和腺毛分泌物合成途徑。MEP途徑的關(guān)鍵酶DXR在fgr3的前3個(gè)時(shí)期表達(dá)量非常高，暗示MEP途徑對(duì)fgr3的香氣合成貢獻(xiàn)較大;類(lèi)胡蘿卜素途徑的關(guān)鍵酶PSY在fgr4的現(xiàn)蕾期和盛花期的表達(dá)量顯著高于中煙100，表明類(lèi)胡蘿卜素途徑在突變體fgr4中具有重要作用。兩個(gè)突變體表達(dá)水平上的差異表明它們?cè)谙銡獯x相關(guān)途徑中具有不同的基因表達(dá)調(diào)節(jié)機(jī)制。
　　(5)突變體fgr3和fgr4的腺毛密度明顯高于中煙100，并且香氣合成關(guān)鍵