近日，所(园)药用植物研究中心药用植物栽培项目组在园艺学领域国际期刊《Horticulture Research》(一区TOP期刊，IF=9.5)上发表了题为“Mentha canadensisLipid Transfer Protein McLTP1 Regulates Monoterpenoid Transport and Accumulation”的研究论文，阐释了腺毛特异表达的脂质转运蛋白基因McLTP1在薄荷精油转运和积累中的功能机制。

　　薄荷(Mentha canadensisL.)是全球广泛栽培的芳香与药用植物，也是我国传统的中药材。其茎叶表面密布盾状腺毛，其中富含薄荷醇、薄荷酮等单萜类挥发性物质，是薄荷精油的核心成分，在食品、医药、日化等领域具有极高应用价值。目前薄荷精油的生物合成通路已被系统解析，但精油从腺毛分泌细胞向角质下储存腔转运和积累的分子机制仍不明确。

　　本研究从薄荷中克隆得到 Ⅰ 型的脂质转运蛋白基因McLTP1并开展功能鉴定。研究结果显示，McLTP1在叶片腺毛中特异性表达，蛋白亚细胞定位于质膜，同时受光照、渗透胁迫诱导表达，关联薄荷次生代谢与环境响应过程。通过分析过表达与沉默McLTP1的转基因椒样薄荷株系，发现改变McLTP1表达水平不会影响盾状腺毛数量，但能够重塑植株体内精油单萜组分含量。在椒样薄荷中过表达McLTP1能够显著提升薄荷醇含量;沉默该基因则造成薄荷酮与胡薄荷酮含量小幅上升。体外结合实验证实，重组McLTP1蛋白具备直接结合单萜的能力，相较于其它被测单萜，对薄荷醇具有更高亲和力。进一步借助分子对接自由能预测与定点突变分析，验证了McLTP1与薄荷醇的高亲和力，并确定V17、A65、L10为影响底物结合能力的关键氨基酸位点。酵母异源表达实验证明McLTP1可能通过促进薄荷醇外排，提高酵母对薄荷醇的耐受性。该研究结果证实，McLTP1是参与薄荷盾状腺毛内单萜类次生代谢物转运与积累中的关键蛋白，填补了薄荷精油中单萜从腺毛分泌细胞向角质下储存腔转运机制的研究空白。该成果为薄荷品质改良、精油高产分子育种与单萜代谢工程改造提供了重要基因资源与理论支撑，也为植物次生代谢物转运调控研究提供了新的参考。

　　我所李莉助理研究员为论文第一作者，梁呈元研究员为通讯作者，江苏省中国科学院植物研究所为该论文第一署名单位。研究工作得到国家自然科学基金(32370397)的资助。

　　原文链接：https://doi.org/10.1093/hr/uhag308

　　图1 薄荷精油从腺毛分泌细胞向储存腔转运

　　图2 McLTP1与精油单萜的结合活性及关键位点鉴定