安徽農業大學在國際上首次發現香氣也能夠有效調控植物的抗寒性

  • 人民網-科技頻道
  • 2019-12-18 16:40:00

除了裹麻繩、刷白漆、蓋帆布,還有什么辦法能幫助植物御寒過冬?近日,安徽農業大學茶樹生物學與資源利用國家重點實驗室宋傳奎教授團隊在國際上首次發現,香氣也能夠有效調控植物的抗寒性;增加植物中一些香氣物質的聚集,能夠提升植物抗寒性,反之植物抗寒性顯著降低。

這一改變人們對香氣物質傳統認識的研究成果,12月12日在國際植物學權威學術雜志《新植物學家》在線發表。

據宋傳奎教授介紹,低溫等逆境條件會導致活性氧自由基在植株中的大量積累,進而對植株產生毒害。如果能夠有效清除活性氧,就能減輕低溫等逆境環境對植物的傷害。

橙花叔醇是茶樹中最重要的香氣物質之一。該項研究發現,在低溫環境下,茶樹體內的橙花叔醇糖苷大量聚集。其后,研究人員通過生物信息學、生物化學等手段,最終從近300條糖基轉移酶基因中成功得到1條基因UGT91Q2,該基因能夠將活化的葡萄糖轉移到游離態的橙花叔醇上,進而形成結合態的橙花叔醇糖苷前體。

研究人員通過體外抗氧化分析發現,轉移酶基因UGT91Q2生成的產物橙花叔醇糖苷清除活性氧自由基的能力顯著高于游離態的橙花叔醇。在茶樹中降低UGT91Q2基因表達量,就會降低茶樹橙花叔醇糖苷的積累,導致活性氧的大量積累,進而導致茶樹抗寒能力下降。外源添加橙花叔醇,可促使茶樹體內橙花叔醇糖苷的大量積累,有效提高茶樹清除活性氧自由基的能力,進而起到抵御寒冷的作用。這種現象在植物煙草中也得到驗證。

研究人員還發現,橙花叔醇也可作為一種信號物質,能夠有效激發茶樹體內抗冷防御機制,進而提高茶樹主動預防冷害的能力。宋傳奎認為,這項研究首次發現揮發性香氣物質橙花叔醇具有調控茶樹抗寒性的新功能,同時發現UGT91Q2基因能夠催化橙花叔醇從游離態形態轉化為結合態形態。“與游離態香氣相比,糖苷結合態香氣前體穩定性、水溶性以及抗氧化能力都得到了提高,并可控制香氣物質的釋放,在化妝品、保健食品中具有很大的應用前景。”

該項研究不僅為調控茶樹體內的橙花叔醇糖苷提供了理論依據,也為植物抗寒性研究提供了新思路。

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