I composti volatili floreali delle piante comprendono una vasta gamma di sostanze a basso peso molecolare, basso punto di ebollizione e altamente volatili rilasciate dai fiori. Ad oggi, sono stati individuati oltre 1.700 composti volatili da più di mille specie di fiori.
Tali composti volatili sono classificati in tre classi principali: terpenoidi, composti fenilpropanoidi/benzenoidi e derivati degli acidi grassi, con i primi che rappresentano il gruppo predominante e più diversificato.
Con il rapido progresso della tecnologia, sono stati compiuti progressi significativi nelle tecniche di separazione e identificazione dei componenti delle fragranze floreali, nonché nella comprensione dei loro meccanismi di regolazione molecolare.
Negli ultimi anni, la metabolomica volatile integrata e il sequenziamento del trascrittoma sono emersi come approcci cruciali per indagare la composizione e i meccanismi di biosintesi molecolare delle fragranze floreali delle piante.
Analisi integrata del metaboloma volatile e sequenziamento del trascrittoma
Appartenenti alla famiglia delle Nymphaeaceae, le ninfee (Nymphaea L.) sono piante ornamentali acquatiche particolarmente apprezzate per gli accattivanti colori floreali e l’elegante profumo. Spesso celebrate come sleeping beauty among flowers e living palette of ponds, godono di notevole popolarità in tutto il mondo.
Tra i cinque sottogeneri di Nymphaea, il Brachyceras esibisce il profumo floreale più intenso, dimostrando un notevole potenziale di sviluppo e applicazione in oli essenziali, profumeria e prodotti skincare.
Il presente lavoro, pubblicato su Plants, combina la microestrazione in fase solida dello spazio di testa/gascromatografia-spettrometria di massa (HS-SPME/GC-MS) con il sequenziamento del trascrittoma (RNA-seq) per indagare la composizione, la dinamica di emissione e la biosintesi dei composti organici volatili (VOCs) negli stami di Nymphaea Paul Stetson in tre fasi dello sviluppo.
Il valore del miglioramento genetico
Sono stati accertati un totale di 671 composti organici volatili (VOCs), classificati in quattordici categorie. Si tratta prevalentemente di terpenoidi, esteri, eterocicli, chetoni, aldeidi e alcoli, la maggior parte dei quali con picco a St3.
La valutazione del trascrittoma ha rivelato 47.951 geni differenzialmente espressi (DEGs). L’analisi omica integrativa ha dimostrato che i geni differenzialmente espressi (DEGs) correlati e le sostanze volatili accumulate in modo differenziale erano significativamente arricchiti nei percorsi connessi alla biosintesi dei fenilpropanoidi, dello scheletro terpenoide, dei diterpenoidi e dell’ubichinone/altri terpenoidi-chinoni.
I ricercatori hanno riscontrato cinque geni funzionali candidati con forti correlazioni positive con i livelli di accumulo di composti organici volatili (VOCs), tre dei quali implicati nella biosintesi dei terpenoidi.
I risultati ottenuti forniscono una base teorica per chiarire la composizione e la biosintesi degli aromi nella ninfea e offrono nuove strade per il miglioramento genetico delle caratteristiche delle fragranze per applicazioni in ambito cosmetico.
Su Q, Wang F, Zhao J, Lu J, Wang H, La Y, Wan Z, Lin Y, Tian M, Wang L, et al. Integrated Volatile Metabolome and Transcriptome Analysis Provides Insights into Floral Aroma Biosynthesis in Waterlilies (Nymphaea L.). Plants. 2026; 15(3):384. https://doi.org/10.3390/plants15030384.
