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濟作物，而香氣是煙葉品質最重要的決定因素之一。本研究對通過甲基磺酸乙酯(EMS)誘變中煙100并篩選鑒定獲得的5個香氣突變體fgr1-fgr5進行了鑒定。分別在光學顯微鏡下觀察并統(tǒng)計突變體的腺毛密度;使用PEN3型便攜式電子鼻系統(tǒng)對新鮮煙葉和烤后煙葉揮發(fā)性香氣成分進行檢測，并對電子鼻響應值進行主成分分析和聚類分析;以兩個香型突出的突變體與中煙100構建了抑制性差減文庫，并從中挑選香氣代謝相關基因;對香氣合成相關基因進

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

3、響應情況發(fā)現(xiàn)，煙葉在成熟和烘烤過程中發(fā)生了明顯的化學成分變化;從電子鼻雷達響應圖上可以看出，電子鼻對不同突變體的新鮮煙葉的揮發(fā)性成分具有不同的響應值和響應模式，每個材料都有特異的指紋圖譜;主成分分析和聚類分析發(fā)現(xiàn)，可以將突變體分為2種類型:“晾曬煙類型”和“烤煙類型”。
　　(3)取“晾曬煙類型”突變體fgr3和“烤煙類型”突變體fgr4的盛花期樣品，分別與中煙100構建正反向差減文庫，從這4個差減文庫中隨機挑取1536個陽性克隆

4、進行測序，得到1017個高質量ESTs，并組裝成202個unigenes。經過功能注釋和GO分析，從這些unigenes中篩選到12個與煙草香氣代謝相關的基因。
　　(4)以5個生長時期的突變體fgr3、fgr4和中煙100的葉片為材料，從文獻報道中挑選了19個與煙草香氣合成密切相關的基因，與從差減文庫中篩選到的基因一塊進行熒光定量表達分析，從結果中確認了14個對突變體的香氣貢獻較大的基因，主要分布于苯丙烷-類黃酮途徑、MEP-類

5、胡蘿卜素途徑和腺毛分泌物合成途徑。MEP途徑的關鍵酶DXR在fgr3的前3個時期表達量非常高，暗示MEP途徑對fgr3的香氣合成貢獻較大;類胡蘿卜素途徑的關鍵酶PSY在fgr4的現(xiàn)蕾期和盛花期的表達量顯著高于中煙100，表明類胡蘿卜素途徑在突變體fgr4中具有重要作用。兩個突變體表達水平上的差異表明它們在香氣代謝相關途徑中具有不同的基因表達調節(jié)機制。
　　(5)突變體fgr3和fgr4的腺毛密度明顯高于中煙100，并且香氣合成關鍵