Биологи обнаружили гены запаха лилий

Китайские биологи проанализировали геном гибридной белой лилии на разных стадиях цветения с целью выделить гены, дающие цветкам растения их аромат. Ученым удалось выделить несколько генов, регулирующих биосинтез терпеноидов, фенилпропаноидов и жирных кислот, отвечающих за производство летучих компонентов цветущих растений. Статья опубликована в журнале Scientific Reports. 

Основная функция запаха большинства цветущих растений — привлечение опылителей с целью дальнейшего размножения. Вид и запах некоторых цветков, однако, способствует и их коммерческой популярности: это касается, например, некоторых сортов (групп культурных растений, полученных в результате селекции) лилий, которые также активно используются в парфюмерии. 

О биосинтезе летучих веществ, отвечающих за запах лилий, однако, до сих пор известно мало. Авторы новой работы из Китайского сельскохозяйственного университета под руководством Чжао Чжана (Zhan Zhang) проанализировали геном лилии «Сибирь» (Lilium «Siberia») — самого популярного коммерчески доступного гибридного сорта лилий с лепестками белого цвета. Анализ провели во время четырех стадий цветения лилий в зависимости от времени суток. Концентрацию летучих веществ на разных стадиях цветения проверили с помощью хромато-масс-спектрометрии — метода, который соединяет в себе газовую хроматографию и масс-спектрометрию и позволяет рассчитать содержание различных веществ. 

Ученые секвенировали РНК, полученные из лепестков лилий и на основе анализа взвешенной сети коэкспрессии генов выделили три группы генов, отвечающих за ступени развития (цветения), циркадные ритмы и запах цветков. С помощью количественного анализа экспрессии генов ученые выделили степень экспрессии каждого кандидата из группы генов, отвечающих за запах, в зависимости от стадии цветения.

В результате ученым удалось выделить 37 генов, отвечающих за регуляцию биосинтеза терпеноидов, 41 ген, участвующий в процессе выработки фенилпропаноидов, а также 90 генов, участвующих в регуляции производных жирных кислот. Кроме того, ученые также выяснили, что за производство летучих компонентов лилий отвечают гены-транспортеры ауксина (стимулятора роста плодов растений) и гиббереллинов, участвующих в процессе зацветания.  

Авторы работы отмечают, что использованный в их работе метод может в дальнейшем помочь биологам подробнее изучить молекулярные механизмы производства и регуляции запахов растений.

Осенью прошлого года сингапурские ученые изучили геном дуриана цибетинового (Durio zibethinus) и обнаружили, что за его отвратительный запах отвечает ген, который кодирует фермент, отвечающий за синтез летучих веществ, содержащих серу.

Елизавета Ивтушок