西番莲脂氧合酶基因家族参与果实成熟和酯的形成方面取得新进展

近日，中国热科院海口站在鉴定西番莲脂氧合酶（PeLOX）基因家族参与果实成熟和酯的形成方面取得新进展，该研究成果阐述了西番莲脂氧合酶基因家族在非生物胁迫诱导和果实成熟过程中的表达规律，分析了该家族成员在西番莲各器官中的组织特异表达特征，获得了其中一个成员PeLOX4参与果实成熟和酯形成的生物学证据。这一发现为西番莲LOX的功能研究奠定了基础。

西番莲（Passiflora edulis）因其丰富的香气和营养价值而深受消费者欢迎。已有多个研究表明，酯类是西番莲挥发性香气的主要成分，而脂氧酶（ Lipoxygenase，LOX）作为酯类上游的第一个关键酶，可能在西番莲香气的形成中发挥重要作用。

研究团队基于西番莲基因组数据库筛选出了12个西番莲LOX (PeLOX)成员，对该家族成员的基因结构、进化分析和顺式作用因子进行了预测。结果表明，PeLOX4可能是一个参与果实成熟和挥发性芳香化合物形成的候选基因，随着果实成熟程度的增加，PeLOX4的表达量增加，LOX酶活性也相应提高，从而促进果浆中挥发性酯的合成。这一发现为西番莲LOX的功能研究奠定了基础。

图1 PeLOX家族染色体分布和家族聚类分析。A, PeLOX2/3/4和PeLOX5/6/7串联连接，分布在染色体3和5上; B, 9-LOX和13-LOX亚家族分别有7和5个成员。

图2 12个PeLOX成员在四种非生物胁迫、七个组织、三个果实发育时期的差异表达

图3 三个不同果实发育阶段的PeLOX4相对表达、LOX酶活性和酯含量图及相关性分析

相关研究结果以《Genome-Wide Association and Expression Analysis of the Lipoxygenase Gene family in Passiflora edulis Revealing PeLOX4 Might Be Involved in Fruit Ripeness and Ester》为题发表于《International Journal of Molecular Sciences》。中国热科院海口站黄东梅助理研究员为论文第一作者，中国热科院海口实验站/三亚研究院、崖州湾种子实验室宋顺副研究员为通讯作者。该研究得到了海南省自然科学基金项目、崖州科技城菁英人才项目和国家自然科学基金等项目的资助。