安徽农业大学在国际上首次发现香气也能够有效调控植物的抗寒性

  • 人民网-科技频道
  • 2019-12-18 16:40:00

除了裹麻绳、刷白漆、盖帆布,还有什么办法能帮助植物御寒过冬?近日,安徽农业大学茶树生物学与资源利用国家重点实验室宋传奎教授团队在国际上首次发现,香气也能够有效调控植物的抗寒性;增加植物中一些香气物质的聚集,能够提升植物抗寒性,反之植物抗寒性显著降低。

这一改变人们对香气物质传统认识的研究成果,12月12日在国际植物学权威学术杂志《新植物学家》在线发表。

据宋传奎教授介绍,低温等逆境条件会导致活性氧自由基在植株中的大量积累,进而对植株产生毒害。如果能够有效清除活性氧,就能减轻低温等逆境环境对植物的伤害。

橙花叔醇是茶树中最重要的香气物质之一。该项研究发现,在低温环境下,茶树体内的橙花叔醇糖苷大量聚集。其后,研究人员通过生物信息学、生物化学等手段,最终从近300条糖基转移酶基因中成功得到1条基因UGT91Q2,该基因能够将活化的葡萄糖转移到游离态的橙花叔醇上,进而形成结合态的橙花叔醇糖苷前体。

研究人员通过体外抗氧化分析发现,转移酶基因UGT91Q2生成的产物橙花叔醇糖苷清除活性氧自由基的能力显著高于游离态的橙花叔醇。在茶树中降低UGT91Q2基因表达量,就会降低茶树橙花叔醇糖苷的积累,导致活性氧的大量积累,进而导致茶树抗寒能力下降。外源添加橙花叔醇,可促使茶树体内橙花叔醇糖苷的大量积累,有效提高茶树清除活性氧自由基的能力,进而起到抵御寒冷的作用。这种现象在植物烟草中也得到验证。

研究人员还发现,橙花叔醇也可作为一种信号物质,能够有效激发茶树体内抗冷防御机制,进而提高茶树主动预防冷害的能力。宋传奎认为,这项研究首次发现挥发性香气物质橙花叔醇具有调控茶树抗寒性的新功能,同时发现UGT91Q2基因能够催化橙花叔醇从游离态形态转化为结合态形态。“与游离态香气相比,糖苷结合态香气前体稳定性、水溶性以及抗氧化能力都得到了提高,并可控制香气物质的释放,在化妆品、保健食品中具有很大的应用前景。”

该项研究不仅为调控茶树体内的橙花叔醇糖苷提供了理论依据,也为植物抗寒性研究提供了新思路。

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