桃果实青香型香气向果香型香气转化的分子机制与调控

桃是我国重要果树种类，其果实具有浓郁香气。目前已鉴别出约100种香气物质，并开展了不同品种、不同成熟阶段桃果实香气组分的研究，发现特征香气来源于脂肪酸途径，且在果实生长发育进程中存在青香型香气向果香型香气转化的特征性阶段，然而相关的生物学机制尚不清楚。国际上公开的桃EST库和新发布的桃基因组序列，为开展桃果实香气形成分子机理研究提供了便利条件。本申请项目以软溶质桃果实为材料，围绕果实生长发育过程中青香型香气向果香型香气转化的分子机制与调控，应用生物化学、生理学和分子生物学等实验技术，进一步鉴别参与果香型香气物质生物合成的LOX、HPL、ADH、AAT和ACX基因及其家族成员并进行功能验证，同时，探讨光照等环境调控措施对果香型香气形成与转化的影响，阐明基于脂肪酸途径的桃果实青香型香气向果香型香气转化的分子机制与调控。研究成果可丰富果实香气形成与调控的生物学理论，并可为改善果实品质提供依据。

桃果实的香气物质约有100多种，在果实发育过程中存在青香型香气向果香型香气转化的现象，主要表现为青香型的己醛和己烯醛等青香型物质含量趋于减少，而酯类和内酯类等果香型香气物质含量快速积累。采用黄色果袋的套袋处理显著改变了成熟过程中桃果实香气物质含量的积累。上述影响桃果实青香型和果香型香气的物质主要来源于脂肪酸途径，利用桃果实基因组数据库获得参与脂肪酸合成的FAD基因，催化脂肪酸氧化的LOX途径基因，以及beta氧化途径的ACX基因家族成员。研究发现黄色果袋处理的光照实验促进了LOX和HPL酶活性，增加了PpLOX1和PpHPL1表达，使得果实具有含量丰富己醛等青香型香气物质。酵母的真核表达结果表明PpFAD2和PpFAD6参与了18:2脂肪酸合成，PpFAD3-1、PpFAD3-2和PpFAD7和PpFAD8则参与了18:3的合成。进一步利用转基因过量表达上述基因，发现定位于内质网的PpFAD3-1和PpFAD3-2通过影响己醛和己烯醛的比值影响了青香型香气品质。对于果香型香气物质而言，原核表达结果显示PpAAT1能将己醇和己烯醇等物质转换为对应的酯类，表明PpAAT1参与了果香型酯类物质的合成。同时，以长链酰基辅酶A为底物的PpACX1参与果香型香气物质内酯类的合成。