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(xué)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(yīng)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(gòu)建了抑制性差減文庫，并從中挑選香氣代謝相關(guān)基因;對香氣合成相關(guān)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(jié)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(xué)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(guān)，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(yīng)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(xué)成分變化;從電子鼻雷達響應(yīng)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(yīng)值和響應(yīng)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(gòu)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(zhì)量ESTs，并組裝成202個unigenes。經(jīng)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(guān)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(guān)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(jié)果中確認(rèn)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(guān)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(guān)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(guān)途徑中具有不同的基因表達調(diào)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(guān)鍵