Systematic analysis of TPS genes for the synthesis of floral aroma components of Gardenia jasminoides J. Ellis based on the whole genome
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摘要:
栀子（Gardenia jasminoides J. Ellis）花色洁白且香气怡人，不仅具有极高的观赏价值，还是重要天然香料来源。萜类是栀子花独特香气的主要组成成分，但合成该类挥发性产物的关键萜类合酶（TPS）尚未鉴定。本研究基于栀子高质量基因组，通过转录组数据、系统发育树和保守结构域分析等，全面挖掘栀子萜类花香成分合成相关的TPS基因。结果显示，栀子基因组共注释到44个GjTPS基因，不均匀分布于11条染色体，其中9个GjTPS参与串联复制事件。所有GjTPS被划分为5个亚家族，其中27个属于被子植物特有的TPS-a、TPS-b和TPS-g分支。结合栀子5个器官的转录组数据及实时荧光定量PCR分析，筛选出5个候选GjTPS基因，其在盛开期的花器官中特异高表达，且含有DDXXD和NSE/DTE 活性基序。其中，GjTPS1、GjTPS2、GjTPS3和GjTPS27为TPS-b分支酶，推测为芳樟醇或罗勒烯等栀子主要花香成分合成酶，而TPS-a分支的GjTPS18可能是金合欢烯合酶。
Abstract:Gardenia jasminoides J. Ellis flowers are white in color and have a pleasant aroma. These flowers have high ornamental value and are an important source of natural spices. Terpenes are the main components of the unique aroma of G. jasminoides flowers, but the key terpene synthases (TPSs) for the biosynthesis of such volatile products have not yet been identified. Here, based on the high-quality genome of G. jasminoides, this study comprehensively explored the TPS genes related to floral scent biosynthesis through transcriptomic, phylogenetic, and conserved domain analysis. In total, 44 GjTPS genes were identified in G. jasminoides, unevenly distributed on 11 chromosomes, and nine GjTPS genes participated in tandem duplication events. All GjTPSs were clustered into five subfamilies, 27 of which belonged to the angiosperm-specific clades, including TPS-a, TPS-b, and TPS-g. Combining transcriptomic data and quantitative real-time PCR (qRT-PCR) analyses of five organs, five candidate GjTPS genes, with high expression in blooming flowers and containing the active motif DDXXD and NSE/DTE, were screened. Among them, GjTPS1, GjTPS2, GjTPS3, and GjTPS27 were grouped in the TPS-b clade, speculated to be the TPSs responsible for the biosynthesis of the main floral aroma components of G. jasminoides, such as linalool and ocimene, while GjTPS18 from the TPS-a clade may be a farnesene synthase.
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Keywords:
- Gardenia jasminoides /
- Floral scent /
- Terpene synthase /
- Genome /
- Transcriptome
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植物独特的花香不仅是一种重要观赏性状，还具有吸引授粉昆虫、驱避细菌病原体和蚂蚁等有害生物的功能[1, 2]，有助于自身繁殖。随着香花植物资源的不断开发与利用，鲜花已经成为多种食品原料和天然香料来源[3]。植物花香由多种挥发性成分组成，主要包括萜类化合物、苯丙烷类/苯环型化合物和脂肪酸衍生物3大类[4]，其中萜类是自然界分布最广、种类最多的次生代谢产物[5]。研究表明，观赏性植物的花香成分多为单萜和倍半萜[6]，如罗勒烯、芳樟醇和金合欢烯。解析萜类花香成分的合成及调控机制可以辅助植物优良品种选育，目前已成为研究热点[7-9]。
高等植物萜类成分的合成前体物由甲羟戊酸（MVA）途径和甲基赤藓醇磷酸（MEP）途径提供[10]。异戊烯基二磷酸（IPP）和二甲基烯丙基二磷酸（DMAPP）在香叶基焦磷酸合酶（GPPS）的催化下合成香叶基焦磷酸（GPP），GPP可以与第2个IPP形成法呢基焦磷酸（FPP）。植物分别以GPP和FPP为底物，在萜类合酶（TPS）的催化下合成单萜和倍半萜类挥发性成分[11]。作为萜类合成关键酶，不同功能TPS的N端和C端均具有保守结构域[12, 13]。根据TPS的催化功能和进化分布，可将其分为7个亚家族：TPS-a、TPS-b、TPS-c、TPS-d、TPS-g、TPS-e/f和TPS-h[14]。TPS-a、TPS-b和TPS-g是被子植物特有的TPS分支。其中，TPS-a分支酶主要催化合成倍半萜和二萜，TPS-b和TPS-g分支为单萜合酶，但TPS-g分支酶的合成产物多为非环化的单萜类挥发性物质。TPS-f分支由TPS-e分支演化而来，二者归为TPS-e/f分支，该分支与TPS-c和TPS-d分支的TPS参与裸子植物多种萜类的合成。
茜草科栀子（Gardenia jasminoides J. Ellis）是世界著名的香花植物，鲜花香气浓郁且香甜怡人。栀子花精油和浸膏分别被广泛用于化妆品和食品，是重要的天然香料来源。此外，栀子花挥发性成分具有镇静、助眠、抗菌和抗氧化等功效[15, 16]，可用于芳香疗法和制作花茶等，具有一定的保健功效和药用价值。卢路路等[17]对不同品种和花期的栀子花挥发性物质进行分析发现，栀子花香由多种成分组成，不同品种及不同花期释放的香气均存在一定差异，但主要成分为罗勒烯、芳樟醇、金合欢烯和叶醇等萜类。徐晓俞等[18]使用顶空-气质联用法，在水蒸气蒸馏提取的栀子鲜花精油中分离鉴定出150种挥发性成分，其中萜烯类成分多达48种，罗勒烯和芳樟醇的含量分别为19.68%和17.70%，是栀子鲜花花香的主要成分。
我国栀子种质资源丰富，栀子花具有较高的开发价值，但目前的相关研究主要集中于花香成分的提取及鉴定[17-19]，多种萜类花香成分合成关键酶TPS仍不清楚。植物花香成分的合成与释放呈动态变化[20-22]，有研究发现，‘索邦’百合（Lilium oriental ‘Sorbonne’）和‘马里兰’金鱼草（Antirrhinum majus ‘Maryland True Pink’）中萜类挥发性成分的产生和释放与相关TPS基因的时空特异性表达水平相关[23, 24]。因此，明确栀子萜类花香成分合成基因TPS的种类及功能，可以为独特花香种质的培育提供靶基因。本研究基于已发表的栀子基因组[25]，以叶片、花蕾、盛开期花和幼嫩果实器官为材料，借助转录组测序及多种生物信息学分析手段，全面挖掘栀子萜类花香成分合成关键酶TPS，以期为后续花香基因TPS的功能验证奠定基础。
1. 材料与方法
1.1 实验材料
栀子新鲜器官样品采集于重庆市南川区，包括幼嫩叶片（Young leaf，YL）、小花蕾（Small flower bud，SFB，长约2 cm）、大花蕾（Large flower bud，LFB，长约3 cm）、盛开期花（Blooming flower，BF）和花后6周的果实（Fruit for six weeks，F6W），每种器官3个生物学重复。采集的样品用蒸馏水冲洗干净，于液氮中速冻，放置于−80 ℃冰箱保存。
1.2 实验方法
1.2.1 转录组测序及数据分析
使用多糖多酚植物总RNA提取试剂盒（TIANGEN，中国）提取栀子样品的总RNA，每种器官3个生物学重复。委托上海凌恩生物科技有限公司对BF和F6W样品进行转录组测序，YL、SFB和LFB转录组数据为实验室前期数据[26]。使用Hisat2 v. 2.1.0软件将测序得到的Clean reads比对到栀子参考基因组（NCBI登录号：ASM1310374v1），借助Cufflinks v. 2.1.1软件计算基因表达FPKM值。根据所有基因的FPKM值，使用R v. 3.4.3的cor函数及corrplot包计算样本间的基因表达相关系数，并绘制相关性图。
1.2.2 GjTPS基因家族分析
使用 InterProScan 软件对栀子蛋白序列进行注释，将同时包含PF01397和PF03936结构域的基因注释为TPS基因。使用Cell-PLoc 2.0（http://www.csbio.sjtu.edu.cn/bioinf/Cell-PLoc-2/）和WoLF PSORT（https://wolfpsort.hgc.jp/）在线工具，对TPS蛋白进行亚细胞定位分析。使用MEME在线网站（https://meme-suite.org/meme/）预测TPS蛋白的保守基序，数量设置为50，长度为5~50个氨基酸。借助TBtools v. 1.108软件绘制TPS基因编码产物的保守基序及基因结构图。
从咖啡（Coffea）基因组数据库（http://www.coffee-genome.org/）下载中果咖啡（C. canephora Pierre ex Froehn.）的基因组序列及注释文件。使用MCScanX软件的默认参数对栀子种内及栀子与咖啡的种间编码基因共线性进行分析，使用TBtools软件绘制Circos图。
1.2.3 花香成分合成GjTPS基因的筛选
通过NCBI数据库（https://www.ncbi.nlm.nih.gov/）及文献检索，收集拟南芥（Arabidopsis thaliana (L.) Heynh.）、小果咖啡（C. arabica L.）、薰衣草（Lavandula angustifolia ‘Diva’、L. angustifolia Mill.）、香雪兰（Freesia x hybrida ‘Red River’、Freesia x hybrida ‘Ambiance’）、番茄（Solanum lycopersicum L.）和大冷杉（Abies grandis (Douglas ex D. Don) Lindl.）的TPS蛋白序列（表1）。借助MEGA v. 7.0.26软件的邻近法构建系统发育树，使用JTT模型，Bootstrap值设置为1000。使用iTOL在线工具（https://itol.embl.de/）绘制进化树。
表 1 不同物种的TPS蛋白信息Table 1. Protein information of TPSs collected from multiple species蛋白名称
Protein name蛋白编号
Protein ID蛋白名称
Protein name蛋白编号
Protein IDFhrTPS1[8] AtTPS02 P0CJ43.1 FhrTPS2[8] AtTPS03 A4FVP2.1 FhrTPS4[8] AtTPS06 Q84UU9.2 FhrTPS6[8] AtTPS10 Q9ZUH4.1 FhaTPS7[8] AtTPS11 Q4KSH9.2 FhaTPS8[8] AtTPS12 Q9T0J9.2 SlTPS3 G1JUH1.1 AtTPS13 Q9T0K1.2 SlTPS5 Q1XBU5.1 AtTPS14 Q84UV0.2 SlTPS9 O64961.1 AtTPS20 A0A178U9Y5.1 SlTPS12 D5KXD2.1 AtTPS21 Q84UU4.2 SlTPS14 G5CV54.1 AtTPS23 P0DI77.1 SlTPS17 G5CV52.1 AtTPS24 Q9LRZ6.1 SlTPS24 NP_001307929.1 AtTPS27 P0DI76.1 SlTPS31 G5CV46.1 LadGERDS U3LVL5.1 SlTPS40 NP_001234008.2 LadCADS U3LW50.1 AgPIN1 O24475.1 LadCARS U3LVZ7.1 AgLIM1 O22340.1 LaBERS Q2XSC4.1 CaTPS1 XP_027109762.1 LaLINS Q2XSC5.1 CaTPS2 R4YXW8.2 LaLIMS Q2XSC6.1 CaTPS3 XP_027093045.1 注：At：拟南芥；Ca：小果咖啡；Lad：薰衣草栽培品种‘Diva’；La：薰衣草；Fhr：香雪兰杂交品种‘Red River’；Fha：香雪兰杂交品种‘Ambiance’；Sl：番茄；Ag：大冷杉。下同。 Notes: At: Arabidopsis thaliana (L.) Heynh.; Ca: Coffea arabica L.; Lad: Lavandula angustifolia ‘Diva’; La: Lavandula angustifolia Mill.; Fhr: Freesia x hybrida ‘Red River’; Fha: Freesia x hybrida ‘Ambiance’; Sl: Solanum lycopersicum L.; Ag: Abies grandis (Douglas ex D. Don) Lindl.. Same below. 提取TPS基因在栀子所有器官中的表达值，使用GraphPad v. 9.5.0 软件的非配对t检验进行基因表达差异显著性分析，借助R软件对基因表达值Log10（FPKM + 1）绘制表达聚类热图。结合系统发育树，筛选在盛开期花样本中高表达，且与已知功能TPS亲缘关系较近的TPS为栀子萜类花香成分合成候选基因。
1.2.4 候选GjTPS基因的qRT-PCR表达定量分析
使用PrimerQuest在线工具（https://sg.idtdna.com/Primerquest）设计栀子TPS基因的qRT-PCR引物，扩增片段长度在100 bp左右，Tm值为60 ℃左右。以栀子样本cDNA为模板，使用Bio-Rad CFX96定量仪（Bio-Rad，美国）检测基因表达情况，每种器官2~3个生物学重复，每个基因3个技术重复。qRT-PCR反应体系为：10 μL SYBRTM select master mix（CWBIO，中国）；1 μL Forward primer；1 μL Reverse primer；50~100 ng cDNA；RNase-free ddH2O补齐至20 μL。反应程序：95 ℃ 1 min；然后95 ℃ 15 s，60 ℃ 45 s，共40个循环。以栀子ACTIN为内参基因，YL器官为对照组，使用2−△△Ct方法进行GjTPS基因表达相对定量分析。
2. 结果与分析
2.1 转录组测序数据分析
本研究对栀子转录组数据进行统计，发现15个样本的测序reads数为18 837 808~31 854 250。根据课题组已有的栀子基因组注释信息，共获得35 967个编码基因的表达值。相关性分析结果显示，每种器官3个生物学重复间的一致性较好，可以有效地反映基因的表达情况（图1：A）。此外，根据热图可知，盛开期花的基因表达模式明显区别于其他器官，其与叶片、花蕾和幼嫩果实样本的基因表达相关系数均小于0.1。盛开期花器官特有次生代谢产物合成及其调控基因的差异表达可能是导致该现象的原因之一，包括萜类合酶编码基因TPS（图1：B）。
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图 1 栀子转录组测序样本基因表达相关性（A）及萜类花香成分合成途径（B）圆的半径与相关系数成正比，蓝色和红色分别代表负相关和正相关。Figure 1. Gene expression correlations of RNA-seq samples (A) and biosynthetic pathway of volatile terpenes in Gardenia jasminoides flowers (B)Circle radius is proportional to correlation coefficient. Blue and red indicate negative and positive correlations of gene expression between pairs of samples, respectively.2.2 GjTPS基因家族鉴定
对基因的保守结构域进行预测，Pfam分析结果显示，栀子基因组中分别有52个和60个基因含有PF01397（N端）和PF03936（C端）保守结构域，其中44个基因包含上述两个结构域，分别将其命名为GjTPS1~GjTPS44（附表1
1 ）。进一步分析发现，所有GjTPS不均匀地分布在栀子的11条染色体，编码蛋白序列长度为358~849 个氨基酸，定位于叶绿体和细胞质的GjTPS蛋白分别为33和11个。2.3 GjTPS基因亚家族分析
基于39个已知萜类合酶构建的系统发育树，44个GjTPS基因被划分为5个亚家族，即TPS-a、TPS-b、TPS-c、TPS-e/f和TPS-g（图2）。其中，TPS-a和TPS-b亚家族基因最多，分别包含12和13个GjTPS基因。另外，已鉴定的栀子香叶醇合酶编码基因GjTPS22[27]属于TPS-g亚家族。保守Motif分析结果显示，36个GjTPS 注释到Motif 1，该基序包含DDXXD保守基序，28个GjTPS含有NSE/DTE（（N，D）DX2（S，T，G）X3E） 基序（部分Motif 21）（图3）。37个GjTPS含有DDXXD和NSE/DTE中至少一个保守基序，包括所有TPS-a、TPS-b和TPS-g亚家族基因。此外，23个GjTPS含有R（R，P，Q）X8W 基序（部分Motif 28），不包含TPS-g分支的两个基因。
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图 2 栀子与其他物种TPS基因系统发育树Figure 2. Phylogenetic tree of TPS genes in Gardenia jasminoides and other species![]()
图 3 栀子TPS基因编码产物保守基序（A）及基因结构（B）Figure 3. Conserved motifs (A) and gene structures (B) of GjTPS2.4 GjTPS基因家族复制事件分析
对基因进行共线性分析，结果发现，9个GjTPS发生了串联重复事件，包括GjTPS2和GjTPS3；GjTPS4和 GjTPS6；GjTPS26和 GjTPS27；GjTPS36、GjTPS37和GjTPS42。此外，仅有GjTPS2、GjTPS24和GjTPS29 这3个基因所在区域发生了大片段复制。栀子与中果咖啡均属于茜草科，二者亲缘关系较近。两个物种的共线性分析结果显示，17个GjTPS与16个CcTPS基因存在共线性（图4：A），包括已知的香叶醇合酶编码基因GjTPS22及GjTPS2、GjTPS6、GjTPS26和GjTPS36。这些结果说明，栀子与咖啡分化后，4个GjTPS通过串联复制产生了5个同源基因，串联复制在栀子TPS基因家族扩张中起重要作用。
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图 4 栀子TPS基因家族共线性（A）及表达热图（B）红色字体标注的GjTPS基因与咖啡TPS存在共线性。Figure 4. Collinear analysis (A) and gene expression heatmap (B) of GjTPSsGjTPSs in red are collinear with TPSs of Coffea canephora.2.5 萜类花香成分合成相关GjTPS基因的筛选
由于植物花香成分合成基因具有在花器官特异高表达的特点，对44个GjTPS基因进行表达分析，结果发现，GjTPS1、GjTPS2、GjTPS3、GjTPS5、GjTPS18、GjTPS19和GjTPS27基因在盛开期的花器官中特异高表达（FPKM>=30，P<0.001；图4：B）。根据系统发育树可知，GjTPS26和GjTPS27分别与咖啡单萜合酶CaTPS2和CaTPS3的亲缘关系最近，且4个TPS单独聚在一支（图2）。然而，与GjTPS27在花器官中特异高表达不同，GjTPS26在各器官中基本不表达。GjTPS1、GjTPS2和GjTPS3的蛋白同源性较高，且与GjTPS27同为TPS-b亚家族。GjTPS18和GjTPS19属于TPS-a分支，与番茄金合欢烯合酶SlTPS17、薰衣草石竹烯合酶LaCARS等的亲缘关系较近，为倍半萜合酶。GjTPS5和栀子香叶醇合酶GjTPS22被划分为TPS-g分支，且相对于其余6个GjTPS基因，GjTPS5基因表达水平较低。因此，初步选取GjTPS1、GjTPS2、GjTPS3、GjTPS18、GjTPS19和GjTPS27基因为栀子花香主要萜类成分合成候选TPS基因。
将6个候选GjTPS基因的编码蛋白序列与小果咖啡的CaTPS2和CaTPS3蛋白进行比对及保守基序分析。结果显示，与两个CaTPS蛋白相同，GjTPS18、GjTPS19和GjTPS27的RRX8W Motif发生突变，为R（P，Q）X8W；而 GjTPS2和GjTPS3具有保守的RRX8W Motif。6个GjTPS均含有保守的DDXXD Motif，5个GjTPS包含保守的（N，D）DX2（S，T，G）X3E Motif，而GjTPS27与两个CaTPS具有相同的突变NSE/DTE Motif（NDLGTSPES），提示GjTPS27可能具有与CaTPS2和CaTPS3类似的催化功能（图5）。
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图 5 栀子萜类花香成分合成候选TPS蛋白局部比对Figure 5. Partial amino acid alignment of candidate TPSs for volatile terpene biosynthesis in Gardenia jasminoides flowers2.6 候选GjTPS基因的qRT-PCR定量分析
对6个候选GjTPS基因的CDS序列进行分析，根据基因特异序列设计qRT-PCR引物（表2）。以GjACTIN为内参基因进行相对定量。结果显示，GjTPS1、GjTPS2、GjTPS3、GjTPS18和GjTPS27的器官表达模式与转录组测序分析结果一致，均在BF器官中特异高表达，尤其是GjTPS27和GjTPS18基因。而GjTPS19基因在YL器官的表达量高于BF，表达模式与转录组数据存在差异（图6）。据此，最终确定GjTPS1、GjTPS2、GjTPS3、GjTPS18和GjTPS27为栀子主要萜类花香成分合成候选TPS基因。
表 2 GjTPS基因表达定量引物Table 2. Primers of GjTPS for qRT-PCR基因
Gene正向引物（5 ' →3 '）
Forward primer反向引物（5 ' →3 '）
Reverse primerGjACTIN TCCTCTTCCAGCCTTCTATC GCTCATACGGTCAGCAATAC GjTPS1 CTTAGGCAACATGGGTACAA CTCCTTCTGATCCAAGATTCG GjTPS2 ACTTGGTCTGGCCAATTAC ATGCCCATGTTGCCTAAG GjTPS3 GTCTTGGTGAAGAAGGAGAAG CGTTGTACCATTCCACTCTG GjTPS18 TCAGCCTTCCAAGTTAAGCG GTAAAGTTGAATTATGTGAGGGAA GjTPS19 TTCAGTCTTGCAAGTCAAGCG GCATTAGTAAAGTTGTATTATGTGAAGA GjTPS27 GGAGTCAACATCATCCCATAC GCATGGACTAGAAATACTGGAG ![]()
图 6 栀子萜类花香成分合成候选TPS基因相对表达水平Figure 6. Relative expression levels of candidate TPS genes related to volatile terpene biosynthesis in Gardenia jasminoides flowers3. 讨论
栀子原产中国，其干燥成熟果实是我国大宗常用中药材，而栀子花精油则是名贵的花香香料之一。自古已有多首诗词赞美栀子花的洁白与馥郁花香。栀子花香物质由多种挥发性次生代谢产物组成，主要为萜类成分芳樟醇、罗勒烯和金合欢烯等，可由相应的萜类合酶TPS催化GPP或FPP直接合成。栀子染色体水平基因组的解析为全面挖掘TPS基因提供了良好的基础，同时结合盛开期花等多个器官的转录组测序数据，有助于栀子萜类花香基因TPS的精准筛选。
本研究结果表明，栀子的44个GjTPS基因可划分为5个亚家族，27个GjTPS基因的编码蛋白属于被子植物特有的萜类合酶TPS-a、TPS-b和TPS-g分支。DDXXD和NSE/DTE Motif与二价金属离子共同作用，结合催化底物，是TPS酶C末端活性位点区域的保守基序[28]，TPS-a、TPS-b和TPS-g分支中的GjTPS蛋白均含有至少一种上述Motif。RRX8W Motif 是位于萜类合酶N端的保守结构域，常见于环状单萜合酶[14]。栀子基因组中仅有12个GjTPS含有保守的RRX8W Motif，11个GjTPS的该Motif突变为R（P，Q）X8W，突变的保守基序是否会导致催化功能的变化还有待验证。研究表明，TPS-g分支酶的催化产物多为非环状单萜，缺少RRX8W Motif[29]，属于此分支的两个GjTPS均未发现该保守基序。GjTPS亚家族分类及保守活性基序分析为栀子萜类花香成分合成基因的筛选提供了支撑。
不同发育阶段花器官的花香差异与相关成分合成基因的时空特异性表达密切相关。栀子花多采摘于花色洁白时期，基因表达分析结果显示，盛开期花器官样本的基因表达显著区别于其他器官。基于转录组数据和qRT-PCR相对定量分析，筛选出5个盛开期花特异高表达的GjTPS基因。已知TPS-a和TPS-b分支酶可以催化合成倍半萜和单萜，本研究筛选出的候选基因中，GjTPS1、GjTPS2、GjTPS3和GjTPS27的编码蛋白均属于TPS-b分支，而GjTPS18属于TPS-a分支酶。栀子主要萜类花香成分芳樟醇和罗勒烯是开环单萜，虽然TPS-b分支酶的催化产物多为环化单萜，但在香雪兰[8]、番茄[30, 31]和咖啡[32]等物种中均发现了催化产生非环化单萜的TPS。已鉴定的咖啡单萜合酶CaTPS2和CaTPS3的催化产物包括芳樟醇、月桂烯和罗勒烯3种成分，GjTPS27与其亲缘关系最近，且具有相同的突变NSE/DTE Motif。据此，我们推测GjTPS27、GjTPS1、GjTPS2和GjTPS3是催化GPP合成芳樟醇、罗勒烯等单萜类挥发性成分的TPS，其中GjTPS27的催化产物可能是多种成分，而GjTPS18可能是合成栀子花香成分中金合欢烯等倍半萜的TPS。
随着植物的生长发育，内源激素及转录因子等调控因子会激活或抑制功能基因的时空特异性表达。本研究挖掘到的5个GjTPS基因不仅为后续栀子萜类花香成分合成基因的功能验证奠定了基础，还可作为潜在的栀子花香成分合成调控靶基因，对该类成分合成和释放的动态变化机制解析、栀子花香精油的最佳提取时期判定及优良栀子种质的培育具有重要意义。
1 如需查阅附表内容请登录《植物科学学报》网站（http://www.plantscience.cn）查看本期文章。 -
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图 1 栀子转录组测序样本基因表达相关性（A）及萜类花香成分合成途径（B）
圆的半径与相关系数成正比，蓝色和红色分别代表负相关和正相关。
Figure 1. Gene expression correlations of RNA-seq samples (A) and biosynthetic pathway of volatile terpenes in Gardenia jasminoides flowers (B)
Circle radius is proportional to correlation coefficient. Blue and red indicate negative and positive correlations of gene expression between pairs of samples, respectively.
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图 2 栀子与其他物种TPS基因系统发育树
Figure 2. Phylogenetic tree of TPS genes in Gardenia jasminoides and other species
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图 3 栀子TPS基因编码产物保守基序（A）及基因结构（B）
Figure 3. Conserved motifs (A) and gene structures (B) of GjTPS
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图 4 栀子TPS基因家族共线性（A）及表达热图（B）
红色字体标注的GjTPS基因与咖啡TPS存在共线性。
Figure 4. Collinear analysis (A) and gene expression heatmap (B) of GjTPSs
GjTPSs in red are collinear with TPSs of Coffea canephora.
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图 5 栀子萜类花香成分合成候选TPS蛋白局部比对
Figure 5. Partial amino acid alignment of candidate TPSs for volatile terpene biosynthesis in Gardenia jasminoides flowers
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图 6 栀子萜类花香成分合成候选TPS基因相对表达水平
Figure 6. Relative expression levels of candidate TPS genes related to volatile terpene biosynthesis in Gardenia jasminoides flowers
表 1 不同物种的TPS蛋白信息
Table 1 Protein information of TPSs collected from multiple species
蛋白名称
Protein name蛋白编号
Protein ID蛋白名称
Protein name蛋白编号
Protein IDFhrTPS1[8] AtTPS02 P0CJ43.1 FhrTPS2[8] AtTPS03 A4FVP2.1 FhrTPS4[8] AtTPS06 Q84UU9.2 FhrTPS6[8] AtTPS10 Q9ZUH4.1 FhaTPS7[8] AtTPS11 Q4KSH9.2 FhaTPS8[8] AtTPS12 Q9T0J9.2 SlTPS3 G1JUH1.1 AtTPS13 Q9T0K1.2 SlTPS5 Q1XBU5.1 AtTPS14 Q84UV0.2 SlTPS9 O64961.1 AtTPS20 A0A178U9Y5.1 SlTPS12 D5KXD2.1 AtTPS21 Q84UU4.2 SlTPS14 G5CV54.1 AtTPS23 P0DI77.1 SlTPS17 G5CV52.1 AtTPS24 Q9LRZ6.1 SlTPS24 NP_001307929.1 AtTPS27 P0DI76.1 SlTPS31 G5CV46.1 LadGERDS U3LVL5.1 SlTPS40 NP_001234008.2 LadCADS U3LW50.1 AgPIN1 O24475.1 LadCARS U3LVZ7.1 AgLIM1 O22340.1 LaBERS Q2XSC4.1 CaTPS1 XP_027109762.1 LaLINS Q2XSC5.1 CaTPS2 R4YXW8.2 LaLIMS Q2XSC6.1 CaTPS3 XP_027093045.1 注：At：拟南芥；Ca：小果咖啡；Lad：薰衣草栽培品种‘Diva’；La：薰衣草；Fhr：香雪兰杂交品种‘Red River’；Fha：香雪兰杂交品种‘Ambiance’；Sl：番茄；Ag：大冷杉。下同。 Notes: At: Arabidopsis thaliana (L.) Heynh.; Ca: Coffea arabica L.; Lad: Lavandula angustifolia ‘Diva’; La: Lavandula angustifolia Mill.; Fhr: Freesia x hybrida ‘Red River’; Fha: Freesia x hybrida ‘Ambiance’; Sl: Solanum lycopersicum L.; Ag: Abies grandis (Douglas ex D. Don) Lindl.. Same below. 
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表 2 GjTPS基因表达定量引物
Table 2 Primers of GjTPS for qRT-PCR
基因
Gene正向引物（5 ' →3 '）
Forward primer反向引物（5 ' →3 '）
Reverse primerGjACTIN TCCTCTTCCAGCCTTCTATC GCTCATACGGTCAGCAATAC GjTPS1 CTTAGGCAACATGGGTACAA CTCCTTCTGATCCAAGATTCG GjTPS2 ACTTGGTCTGGCCAATTAC ATGCCCATGTTGCCTAAG GjTPS3 GTCTTGGTGAAGAAGGAGAAG CGTTGTACCATTCCACTCTG GjTPS18 TCAGCCTTCCAAGTTAAGCG GTAAAGTTGAATTATGTGAGGGAA GjTPS19 TTCAGTCTTGCAAGTCAAGCG GCATTAGTAAAGTTGTATTATGTGAAGA GjTPS27 GGAGTCAACATCATCCCATAC GCATGGACTAGAAATACTGGAG
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1. 赵彬凯，陈诗，廖家豪，雷笛，张景景，刘义飞. 野菊细胞色素P450基因家族全基因组鉴定及黄酮合酶基因分析. 世界科学技术-中医药现代化. 2025(01): 24-35 . 
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