本技术揭示了一种通过OfNAC72基因增强桂花花瓣中天然香气成分芳樟醇、其氧化物及紫罗酮含量的技术。OfNAC72基因属于NAC转录因子家族,通过将含有OfNAC72基因的超表达载体导入桂花花瓣实现瞬时表达,实验结果显示,基因表达量显著提升,同时花瓣中的芳樟醇、反式芳樟醇氧化物及多种紫罗酮(包括α-紫罗酮、β-紫罗酮、二氢-β-紫罗兰酮)含量较对照组有显著增加。该发现证实OfNAC72基因在促进桂花香气成分合成中的关键作用,为桂花香气品质提升和优良品种培育提供了新的基因工程手段。
背景技术
萜烯类化合物是重要的香气活性物质,萜类物质芳樟醇及其氧化物、β-紫罗酮、二氢-β-紫罗酮等是桂花关键的香气活性物质。芳樟醇(Linalool)是从植物中提取到的一种链状萜烯醇类化合物,常温下为无色的易流动液体,具有铃兰香气、木青香气和果香。它是芳樟叶油、芳樟油、伽罗木油、玫瑰木油、芫荽子油、白兰叶油、薰衣草油、玳玳叶油、香柠檬油、香紫苏油等精油的主要成分之一,也是绿茶香气的主要成分之一。芳樟醇常用于合成香精、香料,同时芳樟醇入药可用于镇静、抗菌和杀虫,除此之外可作为除臭剂,具有很强的掩盖不良气味的能力。芳樟醇具有多种氧化物,芳樟醇及其氧化物是各品种中含量丰富且赋予花香特色的关键物质,β-紫罗酮作为桂花中最为主要的呈香物质,对香味贡献也较大,并且还具有一系列药理作用,例如抗癌、化学预防、抗炎和抗菌等。
桂花(Osmanthus fragrans Lour.)是重要的香花植物,经济和保健价值极高。香味是衡量其观赏和经济价值的重要指标,桂花中单萜类芳樟醇及其衍生物含量丰富,在各品种中分布广泛,是桂花中关键香气活性物质。NAC转录因子家族是植物特有的一类转录因子家族,其家族庞大,成员数超过100个,它由两个结构域组成:一个高度保守的N端NAC结合结构域,其参与顺式作用元件的特异性结合;另一个是可变的C端结构域,负责转录激活的调节。NAC转录因子主要参与植物生长发育、抗衰、抗逆等生物学过程。但NAC家族中促进桂花芳樟醇及其氧化物和各类紫罗酮合成的基因还未见报道。因此,研究发掘桂花基因组中促进桂花芳樟醇及其氧化物和各类紫罗酮合成的相关基因具有重要意义,本发明利用生物信息学的技术筛选出桂花中促进桂花芳樟醇及其氧化物和各类紫罗酮合成的基因,并在桂花花瓣中进行功能验证。
实现思路