科研成果

      2019年9月7日，英国上市公司官网365韩远记老师在Horticulture Research 杂志在线发表了题为“Mechanism of floral scent production in Osmanthus fragrans and the production and regulation of its key floral constituents, β-ionone and linalool”的研究论文，论文初步揭示了桂花花香成分的产生和调控机制。

      该研究结合扫描电镜、透射电镜和GC-MS分析结果发现，桂花花瓣细胞表面有非常规则的刷状毛，银桂花瓣表面刷状毛的数量较多，而且有很多弯曲；丹桂表面刷状毛的数量少，排列较稀疏。桂花花瓣表面的刷状毛上附着有大量的颗粒状物质，这些颗粒是桂花花香成分的聚合体，极易挥发。银桂花瓣刷状毛上颗粒的密集程度和分布的数量都远高于丹桂。桂花花瓣表面没有分泌结构，花瓣大多数细胞都参与了花香物质的合成和分泌，具有芳香腺的特征，桂花整个花瓣就是一个大的芳香腺，花瓣的基本组织可以分泌产生芳香物质，然后通过细胞表皮上的刷状毛向外溢出，并迅速挥发掉，这是桂花作为一种著名的芳香植物，花香很浓的原因。GC-MS分析结果表明，银桂花瓣中主要成分是紫罗兰酮，丹桂花瓣中主要成分为芳樟醇类化合物。转录组测序分析和荧光定量分析结果表明：银桂花瓣中紫罗兰酮含量高是由于CCD1和CCD4基因在花瓣中过量表达造成的，丹桂花瓣中芳樟醇含量高是因为芳樟醇合成途径上游的MECS，HDR，IDI1和LIS1基因的表达量上调引起的。其中CCD4和LIS1的表达量分别在银桂和丹桂花瓣中上调5.5倍和4.1倍，是影响紫罗兰酮和芳樟醇类化合物产生的主要基因。研究人员克隆了一个转录因子，命名为ERF61，ERF61基因在桂花花瓣不同时期的表达模式与CCD4基本一致。烟草转化实验，酵母单杂交实验和凝胶迁移实验证明ERF61通过结合在CCD4基因启动子上正向调控了CCD4基因的表达，从而可能调节了桂花花瓣中β-紫罗兰酮的产生。

      韩远记副教授和2016级遗传学硕士研究生王红运为论文共同第一作者，尚富德教授和韩远记副教授为通讯作者。该研究得到了国家自然科学基金和国家自然科学基金委-河南省联合基金项目的资助。Horticulture Research杂志在国际园艺学领域SCI期刊排名第一，被划分为中科院大类农林科学1区top期刊（IF3年=3.961，农林科学 3 / 76）。

论文连接: https://www.nature.com/articles/s41438-019-0189-4