花香是园林植物重要的观赏性状，也是百合重要的经济性状，不仅能作为观赏特点提高观赏价值，部分花香物质还可应用于香料、精油、调味品、化妆品和医药等行业，极具市场应用前景。对百合花香合成机理的明确，不仅能通过分子手段进行芳香百合新品种培育，还能以此为基础推进到更多园林观赏植物的芳香化育种。单萜类化合物是百合花香的主要成分。1-脱氧-D-木酮糖-5-磷酸还原异构酶（DXR）在甲基赤藓糖醇磷酸（MEP）途径的第二个酶促反应中起作用，该途径负责单萜类化合物的合成。然而，DXR 基因在‘索邦’百合花单萜类化合物合成途径中的功能尚不清楚。

近期，东北农业大学樊金萍团队完成的题为“Cloning and functional characterization of LiDXR gene from Oriental Lily (Lilium ‘Sorbonne’)”的研究在Journal of Integrative Agriculture (JIA) 2026年4期发表。

该研究以东方百合‘索邦’为实验材料，利用早期转录组数据筛选出差异表达的LiDXR基因。结果发现，其与百合开花期从合成到终止的花物质合成速率过程具有高度一致性。因此，克隆了LiDXR基因并进行了生物信息学分析。该基因编码472个氨基酸。LiDXR基因在‘索邦’百合半开期的表达量最高，且在花瓣中的表达量显著高于其他花器官。亚细胞定位结果表明，LiDXR蛋白定位于叶表皮细胞的叶绿体中。病毒诱导的基因沉默（VIGS）实验表明，沉默LiDXR可以通过下调MEP通路下游TPS基因的表达来降低单萜烯水平。同时，HS-SPME-GC-MS分析结果显示，沉默处理后百合花总挥发性萜含量显著降低。在拟南芥和矮牵牛中过表达植物的结果表明，转基因植物具有更强的生长潜力和提前的开花时间。转基因矮牵牛的气相色谱-质谱（GC-MS）结果表明，转基因株系中挥发性总萜烯的含量比野生型高78%。LiDXR基因的过表达会影响MEP途径基因的表达水平，进而影响MEP途径下游包括单萜在内的萜类化合物的合成。

图1 MEP途径中DXR酶的具体位置

东北农业大学樊金萍教授为该论文通讯作者，东北农业大学园艺园林学院硕士研究生张馨月为该论文第一作者。本研究得到科技部重点研究与开发项目（2016YFC0500306-02）和黑龙江省科技厅项目（C2017030）的支持。

Cite the article:

Xinyue Zhang, Jingqi Dai, Fan Jiang, Tao Yang, Jinzhu Zhang, Jie Dong, Jinping Fan. 2026. Cloning and functional characterization of 1-deoxy-d-xylulose 5-phosphate reductoisomerase (LiDXR) gene in oriental lily (Lilium ‘Sorbonne’). Journal of Integrative Agriculture, 25(4): 1531-1543.

https://doi.org/10.1016/j.jia.2024.07.010

Journal of Integrative Agriculture（《农业科学学报（英文）》, JIA）由中华人民共和国农业农村部主管，中国农业科学院与中国农学会主办，中国农业科学院农业信息研究所承办。综合性英文学术期刊，月刊。创刊于2002年，现任主编为中国科学院院士陈化兰。JIA主要栏目有作物科学、园艺、植物保护、动物科学、动物医学、农业生态环境、食品科学、农业经济与管理等。刊稿类型有综述、研究论文、简报以及评述等。全部论文在Elsevier-ScienceDirect (SD) 平台OA出版。最新SCI影响因子4.4，位于SCI-JCR农业综合学科Q1区。中国科学院分区农林科学1区。2016年以来先后获得中国科协等部委 “提升计划”“登峰计划”“卓越计划”项目支持。