虎头茉莉萜烯类合成酶基因家族鉴定及其在开花进程中的表达分析

摘要

萜烯类化合物是茉莉香气成分的重要组成部分。萜烯类合成酶(terpene synthase, TPS)在萜烯类化合物的生物合成中发挥重要作用。为揭示TPS在茉莉香气合成中的调控作用，本研究对虎头茉莉(Jasminum sambac,‘Grand Duke of Tuscany’)的TPS基因家族进行了全基因组鉴定及特征分析。在虎头茉莉基因组中共鉴定到了53个TPS基因，可将其分为5个亚家族TPS-a、TPS-b、TPS-c、TPS-e/f和TPS-g。系统发育、基因结构和保守基序分析表明，虎头茉莉TPS基因具有相对保守的基因结构。在TPS基因的启动子区存在多种不同功能的顺式作用元件，表明该家族成员的功能多样性。共线性结果显示，虎头茉莉中共有18对复制事件，净化选择是驱动虎头茉莉TPS基因进化的主要动力。种间共线性分析揭示了TPS基因在不同茉莉基因型中的演化模式和历史。转录组和RT-qPCR结果显示，TPS基因家族成员在虎头茉莉不同组织中表现出特定的表达模式，并在开花不同时期中呈现先上升后下降的表达趋势。特别地，有6个TPS基因在初开期(F2)或盛开期(F3)显示出较高的表达量，这与虎头茉莉萜烯类花香物质的释放规律相一致。本研究为后续不同香型茉莉香气合成途径的研究及其资源的有效利用奠定了基础。

关键词

虎头茉莉 / TPS基因家族 / 开花进程 / 表达分析