不同香稻香味物质2-乙酰基-1-吡咯啉含量差异性原因的探究

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与香型水稻相关的多达100多种挥发性风味化合物中,2-乙酰基-1-吡咯啉(2-Acetyl-1-Pyrroline,2AP)因其较低的香味嗅觉阈值及爆米花样香味,已被发现是在Basmati香稻和Jasmine香稻中独特香味的主要原因,和香味产生直接相关(Bradbury et al.,2005;Bradbury et al.,2008;Chen et al.,2008)。2AP主要由多胺代谢途径形成的4-氨基丁醛以及由1-吡咯啉-5-羧酸途径形成。
  本研究共开展了三方面研究工作:(1)利用分子标记辅助筛选技术,将香味基因(badh2)分别是外显子7和启动子同时突变(badh2-E7)和只是外显子2突变(badh2-E2)两种不同的等位基因,均分别导入两种非香水稻:“秀水134”和“嘉花1号”中,培育出四种香型水稻新品系:“秀水134-E7”、“嘉花1号-E7”、“秀水134-E2”和“嘉花1号-E2”,探究badh2不同变异类型,对香型水稻成熟种子2AP积累的影响;(2)以15种香型水稻品种为材料,分析了其成熟种子和三叶期幼苗2AP的含量,以及2-AP相关代谢通路代谢物含量,探究导致不同香型水稻香味物质2AP含量差异性的代谢通路原因;(3)同样以15种香型水稻三叶期幼苗为材料,探究供试香型水稻三叶期幼苗多胺代谢途径酶基因和甜菜碱醛脱氢酶基因(Badhs)表达规律对2AP积累的影响。目前已取得的主要研究结果如下:
  (1)香味基因不同突变类型的新香型水稻材料成熟种子2AP含量分析结果表明,“秀水134”和“嘉花1号”属于非香型水稻品种,其成熟种子不能检测到2AP;“秀水134-E7”类型品系和“秀水134-E2”类型品系除了香味基因突变类型不同以外,遗传背景接近,两者成熟种子的2AP含量之间没有显著性差异。同样,“嘉花1号-E7”类型品系和“嘉花1号-E2”类型品系遗传背景也相似,成熟种子的2AP含量之间也没有显著性差异。这说明,香味基因不同突变类型对同种水稻的成熟种子2AP含量没有影响。
  (2)不同香型水稻品种成熟种子以及三叶期幼苗的2AP含量之间存在明显差异,成熟种子以及三叶期幼苗的2AP含量在不同供试香型水稻品种间存在相似的变化趋势。不同香型水稻成熟种子和三叶期幼苗组织中的P5C含量相对稳定。较多香型水稻成熟种子以及三叶期幼苗的多胺类物质:腐胺、亚精胺和精胺含量都有明显差异。
  (3)不同香型水稻三叶期幼苗的两种腐胺氧化酶(OsPO1、OsPO2)和两种多胺氧化酶(OsPAO1、OsPAO2)的相对表达量以及Badh1基因相对表达量有明显的差异,但其表达水平的不同对多胺代谢途径4-氨基丁醛积累以及2AP积累影响仍需进一步探究。
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