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環藝所揭示不同薑荷花品種感官香味分化形成的代謝基礎與轉錄特征

時間:2026-08-17 08:52 來源:環藝所 【字體:

  近日,環藝所特色花卉研究室在國際學術期刊Industrial Crops and Products(中科院農林科學一區top,IF=6.4)在線發表了題為“Sensory-guided volatile profiling combined with multi-omics reveals the chemical and molecular basis of floral scent divergence in Curcuma alismatifolia cultivars”的研究論文。該研究挖掘出一份具有明顯香味的薑荷花種質‘Snow’,並綜合感官評價與多組學技術,解析了其特征香氣形成的可能機製。環藝所周熠瑋副研究員為論文第一作者,葉遠俊副研究員為論文通訊作者。

  花香是花卉重要的品質性狀,但長期以來,薑荷花育種研究主要聚焦於色彩豔麗的觀賞苞片(不育苞片),對花香的關注十分有限。已有的薑荷花花香研究僅局限於少數常規品種,且多停留在化學成分分析及其生物合成層麵,缺乏對感官上具有明顯香味的種質資源的係統挖掘。

  該研究綜合運用感官評價、HS-SPME-GC-MS、UPLC-MS/MS及RNA-seq技術,對三份觀賞苞片均為白色的薑荷花種質進行了花香差異分析。感官評價結果表明,‘Spring’、‘Montblanc’和‘Snow’分別表現為無香、淡香和濃香。通過HS-SPME-GC-MS共鑒定出1399個揮發性有機化合物峰。基於相對氣味活度值(rOAV)分析,三種單萜類物質(L-薄荷醇/dl-薄荷醇、二氫香芹酮和桉葉油醇)及兩種酯類物質(乙酸辛酯和丁酸戊酯/2-甲基丁酸戊酯)被確定為‘Snow’品種香氣的主要貢獻成分。UPLC-MS/MS代謝組學分析顯示,‘Snow’花朵中萜類和酯類途徑的前體代謝物被更高效地利用。WGCNA分析鑒定出兩個與關鍵揮發性有機物顯著相關的模塊(Brown module和Green module),其中包含MEP途徑的結構基因、萜類合成酶、氨基酸與脂肪酸代謝、酯類合成及ABC轉運蛋白等相關基因,這些基因均在‘Snow’中高表達。相關性網絡分析提示,MYB、NAC、bHLH和ERF等轉錄因子可能參與調控這些基因的表達。濃香型薑荷花種質‘Snow’及其特征揮發性有機化合物,可為培育多性狀聚合的薑荷花新品種,以及精油、純露等功能性產品的開發提供寶貴的資源。

  該研究獲得了廣州市科技計劃項目(2025B03J0009)、必威betways ‘金穎人才’項目(R2026PY-TJ029)、必威betways 高水平農科院建設專項(NYQS202611)以及國家自然科學基金青年基金(32401661)等項目的資助。

  相關論文信息:https://doi.org/10.1016/j.indcrop.2026.124078

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三份薑荷花資源感官香味分化形成的多組學解析