我國科研人員在國際上首次發(fā)現(xiàn)香氣有助植物抗寒

人民網(wǎng)北京12月18日電 （趙永新、曹雷）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(nóng)業(yè)大學(xué)茶樹生物學(xué)與資源利用國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室宋傳奎教授團(tuán)隊(duì)在國際上首次發(fā)現(xiàn)，香氣也能夠有效調(diào)控植物的抗寒性；增加植物中一些香氣物質(zhì)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?nèi)藗儗?duì)香氣物質(zhì)傳統(tǒng)認(rèn)識(shí)的研究成果，12月12日在國際植物學(xué)權(quán)威學(xué)術(shù)雜志《新植物學(xué)家》在線發(fā)表。

據(jù)宋傳奎教授介紹，低溫等逆境條件會(huì)導(dǎo)致活性氧自由基在植株中的大量積累，進(jìn)而對(duì)植株產(chǎn)生毒害。如果能夠有效清除活性氧，就能減輕低溫等逆境環(huán)境對(duì)植物的傷害。

橙花叔醇是茶樹中最重要的香氣物質(zhì)之一。該項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)，在低溫環(huán)境下，茶樹體內(nèi)的橙花叔醇糖苷大量聚集。其后，研究人員通過生物信息學(xué)、生物化學(xué)等手段，最終從近300條糖基轉(zhuǎn)移酶基因中成功得到1條基因UGT91Q2，該基因能夠?qū)⒒罨钠咸烟寝D(zhuǎn)移到游離態(tài)的橙花叔醇上，進(jìn)而形成結(jié)合態(tài)的橙花叔醇糖苷前體。

研究人員通過體外抗氧化分析發(fā)現(xiàn)，轉(zhuǎn)移酶基因UGT91Q2生成的產(chǎn)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(tài)的橙花叔醇。在茶樹中降低UGT91Q2基因表達(dá)量，就會(huì)降低茶樹橙花叔醇糖苷的積累，導(dǎo)致活性氧的大量積累，進(jìn)而導(dǎo)致茶樹抗寒能力下降。外源添加橙花叔醇，可促使茶樹體內(nèi)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(jìn)而起到抵御寒冷的作用。這種現(xiàn)象在植物煙草中也得到驗(yàn)證。

研究人員還發(fā)現(xiàn)，橙花叔醇也可作為一種信號(hào)物質(zhì)，能夠有效激發(fā)茶樹體內(nèi)抗冷防御機(jī)制，進(jìn)而提高茶樹主動(dòng)預(yù)防冷害的能力。宋傳奎認(rèn)為，這項(xiàng)研究首次發(fā)現(xiàn)揮發(fā)性香氣物質(zhì)橙花叔醇具有調(diào)控茶樹抗寒性的新功能，同時(shí)發(fā)現(xiàn)UGT91Q2基因能夠催化橙花叔醇從游離態(tài)形態(tài)轉(zhuǎn)化為結(jié)合態(tài)形態(tài)。“與游離態(tài)香氣相比，糖苷結(jié)合態(tài)香氣前體穩(wěn)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(zhì)的釋放，在化妝品、保健食品中具有很大的應(yīng)用前景。”

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