1. Scent evolution in Chinese roses
- Author
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Scalliet, Gabriel, Piola, Florence, Douady, Christophe Jean, Réty, Stéphane, Raymond, Olivier, Baudino, Sylvie, Bordji, Karim, Bendahmane, Mohammed, Dumas, Christian, Cock, Mark, Hugueney, Philippe, Cock, J. Mark, BioSciences Lyon-Gerland (BLG), École normale supérieure - Lyon (ENS Lyon)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Université de Lyon-Hospices Civils de Lyon (HCL)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Reproduction et développement des plantes (RDP), Université de Lyon-Université de Lyon-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Syngenta Crop Protection Münschwillen AG (SCPM), SUISSE, Génome et Evolution des Plantes Supérieures (GEPS (EA3731)), Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Université de Lyon, Laboratoire d'Ecologie des Hydrosystèmes Fluviaux (EHF), Laboratoire de cristallographie et RMN biologiques (LCRB - UMR 8015), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Paris Descartes - Paris 5 (UPD5), Laboratoire de Biotechnologies Végétales appliquées aux Plantes Aromatiques et Médicinales (LBVPAM), Université Jean Monnet [Saint-Étienne] (UJM), Station biologique de Roscoff [Roscoff] (SBR), Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Santé de la vigne et qualité du vin (SVQV), Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Université de Strasbourg (UNISTRA), École normale supérieure de Lyon (ENS de Lyon)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon, Université Paris Descartes - Paris 5 (UPD5)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire de Biotechnologies Végétales appliquées aux Plantes Aromatiques et Médicinales (BVPAM), Université Jean Monnet - Saint-Étienne (UJM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Université de Lyon-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-École normale supérieure - Lyon (ENS Lyon), Université de Strasbourg (UNISTRA)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA), BioSciences Lyon-Gerland ( BLG ), École normale supérieure - Lyon ( ENS Lyon ) -Institut National de la Recherche Agronomique ( INRA ) -Université Claude Bernard Lyon 1 ( UCBL ), Université de Lyon-Université de Lyon-Hospices Civils de Lyon ( HCL ) -Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale ( INSERM ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ), Reproduction et développement des plantes ( RDP ), Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ) -Université Claude Bernard Lyon 1 ( UCBL ), Université de Lyon-Université de Lyon-Institut National de la Recherche Agronomique ( INRA ) -École normale supérieure - Lyon ( ENS Lyon ), Syngenta Crop Protection Münschwillen AG ( SCPM ), Génome et Evolution des Plantes Supérieures ( GEPS (EA3731) ), Université Claude Bernard Lyon 1 ( UCBL ), Laboratoire d'Ecologie des Hydrosystèmes Fluviaux ( EHF ), Université de Lyon-Université de Lyon-Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ), Laboratoire de cristallographie et RMN biologiques ( LCRB - UMR 8015 ), Université Paris Descartes - Paris 5 ( UPD5 ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ), Laboratoire de Biotechnologies Végétales appliquées aux Plantes Aromatiques et Médicinales ( LBVPAM ), Université Jean Monnet [Saint-Étienne] ( UJM ), Station biologique de Roscoff [Roscoff] ( SBR ), Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 ( UPMC ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ), Santé de la vigne et qualité du vin ( SVQV ), Université de Strasbourg ( UNISTRA ) -Institut National de la Recherche Agronomique ( INRA ), and Université Paris Descartes - Paris 5 (UPD5)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
- Subjects
0106 biological sciences ,China ,Molecular Sequence Data ,Flowers ,[SDV.BC]Life Sciences [q-bio]/Cellular Biology ,Anisoles ,Biology ,Rosa ,Orcinol ,Methylation ,01 natural sciences ,Genome ,Substrate Specificity ,03 medical and health sciences ,chemistry.chemical_compound ,Biosynthesis ,hybrid tea ,dimethoxytoluene ,Botany ,Gene family ,Rosa chinensis ,Gene ,030304 developmental biology ,chemistry.chemical_classification ,Genetics ,ROSE ,[ SDE.BE ] Environmental Sciences/Biodiversity and Ecology ,0303 health sciences ,Polymorphism, Genetic ,Multidisciplinary ,Base Sequence ,OOMT ,Methyltransferases ,Biological Sciences ,biology.organism_classification ,Biological Evolution ,flower ,Europe ,Enzyme ,volatiles ,chemistry ,CHINESE ROSES ,Odorants ,ORCINOL O-METHYLTRANSFERASE ,[SDE.BE]Environmental Sciences/Biodiversity and Ecology ,010606 plant biology & botany - Abstract
The phenolic methyl ether 3,5-dimethoxytoluene (DMT) is a major scent compound of many modern rose varieties, and its fragrance participates in the characteristic “tea scent” that gave their name to Tea and Hybrid Tea roses. Among wild roses, phenolic methyl ether (PME) biosynthesis is restricted to Chinese rose species, but the progenitors of modern roses included both European and Chinese species (e.g., Rosa chinensis cv Old Blush), so this trait was transmitted to their hybrid progeny. The last steps of the biosynthetic pathways leading to DMT involve two methylation reactions catalyzed by the highly similar orcinol O -methyltransferases (OOMT) 1 and 2. OOMT1 and OOMT2 enzymes exhibit different substrate specificities that are consistent with their operating sequentially in DMT biosynthesis. Here, we show that these different substrate specificities are mostly due to a single amino acid polymorphism in the phenolic substrate binding site of OOMTs. An analysis of the OOMT gene family in 18 species representing the diversity of the genus Rosa indicated that only Chinese roses possess both the OOMT2 and the OOMT1 genes. In addition, we provide evidence that the Chinese-rose-specific OOMT1 genes most probably evolved from an OOMT2 -like gene that has homologues in the genomes of all extant roses. We propose that the emergence of the OOMT1 gene may have been a critical step in the evolution of scent production in Chinese roses.
- Published
- 2008
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