在自然界植物能够合成多种多样的挥发性化合物，这些挥发性化合物在吸引昆虫授粉、种子传播、植物抗植食性动物、抗病原菌及对人类的营养健康等方面发挥重要作用。黄瓜（Cucumis sativus L.）是一种广泛种植的重要的经济栽培蔬菜，以清香味道闻名，然而人们对于黄瓜挥发性化合物生物合成及调控的分子机制尚不清楚。
中国科学院遗传与发育生物学研究所王国栋研究组系统分析黄瓜测序品种9930的不同组织，不同发育阶段的23个样品的挥发性化合物种类及含量。结果表明：共检测到85个挥发性化合物信号，有多达36种挥发性萜类化合物，且黄瓜挥发性化合物的含量分布呈现出组织特异性。王国栋研究组同时利用RNAseq技术手段对这23个黄瓜组织中基因表达情况进行了全面分析。在此基础上，利用基因组水平的基因表达-挥发物关联分析的方法，构建了黄瓜挥发性化合物的代谢网络，系统性研究和阐明黄瓜挥发性化合物的生物合成通路和调控的分子机制。体外生化结果表明，黄瓜TPS11/TPS14，TPS01和 TPS15可能分别参与了根，花和果实中挥发性萜类化合物的合成，进一步研究发现SSU I 可能在根和花中调控了挥发性单萜前体GPP的合成，从整体上揭示黄瓜挥发性萜类物质多样性形成的分子基础。该研究也为进一步明确挥发性化合物在植物-环境互作中的生理功能，以及黄瓜风味品质改良育种奠定了坚实基础。
相关研究结果于2016年7月25日在线发表于Plant Physiology杂志(DOI:10.1104/pp.16.01051)。王国栋研究组魏国博士为该论文的第一作者。该项目得到了科技部973项目和植物基因组学国家重点实验室的资助。

图1. 黄瓜植物产生结构多样化的挥发性化合物。