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环艺所揭示不同姜荷花品种感官香味分化形成的代谢基础与转录特征

时间:2026-08-17 08:52 来源:环艺所 【字体:

  近日,环艺所特色花卉研究室在国际学术期刊Industrial Crops and Products(中科院农林科学一区top,IF=6.4)在线发表了题为“Sensory-guided volatile profiling combined with multi-omics reveals the chemical and molecular basis of floral scent divergence in Curcuma alismatifolia cultivars”的研究论文。该研究挖掘出一份具有明显香味的姜荷花种质‘Snow’,并综合感官评价与多组学技术,解析了其特征香气形成的可能机制。环艺所周熠玮副研究员为论文第一作者,叶远俊副研究员为论文通讯作者。

  花香是花卉重要的品质性状,但长期以来,姜荷花育种研究主要聚焦于色彩艳丽的观赏苞片(不育苞片),对花香的关注十分有限。已有的姜荷花花香研究仅局限于少数常规品种,且多停留在化学成分分析及其生物合成层面,缺乏对感官上具有明显香味的种质资源的系统挖掘。

  该研究综合运用感官评价、HS-SPME-GC-MS、UPLC-MS/MS及RNA-seq技术,对三份观赏苞片均为白色的姜荷花种质进行了花香差异分析。感官评价结果表明,‘Spring’、‘Montblanc’和‘Snow’分别表现为无香、淡香和浓香。通过HS-SPME-GC-MS共鉴定出1399个挥发性有机化合物峰。基于相对气味活度值(rOAV)分析,三种单萜类物质(L-薄荷醇/dl-薄荷醇、二氢香芹酮和桉叶油醇)及两种酯类物质(乙酸辛酯和丁酸戊酯/2-甲基丁酸戊酯)被确定为‘Snow’品种香气的主要贡献成分。UPLC-MS/MS代谢组学分析显示,‘Snow’花朵中萜类和酯类途径的前体代谢物被更高效地利用。WGCNA分析鉴定出两个与关键挥发性有机物显著相关的模块(Brown module和Green module),其中包含MEP途径的结构基因、萜类合成酶、氨基酸与脂肪酸代谢、酯类合成及ABC转运蛋白等相关基因,这些基因均在‘Snow’中高表达。相关性网络分析提示,MYB、NAC、bHLH和ERF等转录因子可能参与调控这些基因的表达。浓香型姜荷花种质‘Snow’及其特征挥发性有机化合物,可为培育多性状聚合的姜荷花新品种,以及精油、纯露等功能性产品的开发提供宝贵的资源。

  该研究获得了广州市科技计划项目(2025B03J0009)、广东省农业科学院‘金颖人才’项目(R2026PY-TJ029)、广东省农业科学院高水平农科院建设专项(NYQS202611)以及国家自然科学基金青年基金(32401661)等项目的资助。

  相关论文信息:https://doi.org/10.1016/j.indcrop.2026.124078

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三份姜荷花资源感官香味分化形成的多组学解析