Genome-wide Identification of Genes Encoding Enzymes for Isoprenoid Synthesis in Lonicera japonica and their Expression Analysis underlying Dynamic Flower Coloration

Li Huichai ¹　Wei Min ²　Zhao Shihua ²　Ning Meng ²　Ma Caiyun ²　Qin Meiyan ²　Wen Feng ²　Liang Junsong^3*

1 Guangdong Eco-engineering Polytechnic, Guangzhou, 510520; 2 College of Biology & Pharmacy, Yulin Normal University, Yulin, 537000; 3 College of Biotechnology, Guilin Medical University, Guilin, 541100

* Corresponding authors, ljsylu@163.com

Abstract　Isoprenoids are closely related to the formation of dynamic flower coloration of honeysuckle, but the composition of genes encoding enzymes for isoprenoid synthesis in Lonicera japonica and their expression pattern underlying dynamic flower coloration are still unclear. In this study, a total of 48 genes encoding enzymes for isoprenoid synthesis were identified based on whole-genome data from Lonicera japonica by bioinformatics approaches. The chromosome localization, orthologous gene, cis-acting elements in the promoter region, and the expression pattern underlying dynamic flower coloration of these genes were analyzed. The results showed that there were two different isoprenoid biosynthesis pathways: the mevalonate (MVA) pathway and the 2-C-methyl-D-erythritol 4-phosphate (MEP) pathways. There were 16 genes encoding enzymes for isoprenoid synthesis in the MVA pathway, MEP pathway, and branch points respectively. The 48 genes encoding enzymes for isoprenoid synthesis were randomly distributed across all 9 putative chromosomes, of which 6 genes families had tandem duplication, and 1~5 pairs orthologous genes were found between Lonicera japonica and Arabidopsis, indicating that tandem duplication is one of the ways to expand the genes of encoding enzymes for isoprenoid synthesis in Lonicera japonica. A large number of conservative cis-acting elements, which corresponded with light response, hormone signal induction and stress response were found in the promoter region of genes related to the MVA pathway, MEP pathway, and branch points, indicating that MVA pathway, MEP pathway, and branch points genes share a single common cis-regulatory motif that would allow their en bloc expression. The expression pattern of genes encoding enzymes for isoprenoid synthesis underlying dynamic flower coloration were different, and among them, the expression level of 17 genes that constitute a putative isoprenoid biosynthesis pathways were significantly upregulated in green bud, white bud and silver flower stages, suggesting that isoprenoid biosynthesis genes may be involved in L. japonica’s dynamic flower coloration. Our study provides valuable information for elucidating molecular regulation mechanism of L. japonica’s dynamic flower coloration.

Keywords　Lonicera japonica; Isoprenoids; MVA pathway; MEP pathway; Dynamic flower coloration

金银花即忍冬科的代表种忍冬(Lonicera japonica)，为常用大宗中药，具有清热解毒、疏散风热的功效，同时具有抗病毒活性，如抗甲型流感病毒(Zhou et al., 2015)、SARS(Wu et al., 2004; Shang et al., 2011; He et al., 2013)、H1N1(Ko et al., 2006)等。金银花具有动态的花色，“其花长瓣垂须，黄白相半，而藤左缠，故有金银、鸳鸯以下诸名”是《本草纲目》对其动态花色的记载，花在发育过程中由白色逐渐变成金色，花色变化与金银花品质形成密切相关(Schmidt-Dannert et al., 2000; Grotewold, 2006; Tanaka et al., 2008; Pu et al., 2020)。

萜类 (terpenoid) 是植物中结构最为丰富的一类化合物，在植物的生长发育过程中具有重要的生物学功能，如作为光合色素的叶绿素和类胡萝卜素，作为质膜基本组成的固醇和甾体，作为植物激素的脱落酸和赤霉素以及参与电子传递的醌类等。同时作为植物重要的次生代谢产物，部分植物萜类化合物是重要的药物前体或药物中间体，如抗癌药紫杉醇、抗疟药青蒿素、抗血小板聚集因子药银杏内酯等(Boucher and Doolittle, 2000; Bohlmann and Keel, 2008; Boutté and Grebe, 2009)。异戊烯基焦磷酸(isopentenyl pyrophosphate, IPP)是萜类化合物关键的前体代谢物，IPP的合成途径有两条，一条是位于细胞质中的甲羟戊酸(mevalonate pathway, MVA)途径，另一条是位于质体中的2-甲基-D-赤藻糖醇-4-磷酸(methylerythritol 4-phosphate pathway, MEP)途径。MVA途径涉及6种萜类合酶，首先乙酰辅酶A乙酰基转移酶(acetyl-CoA C-acetyltransferase, AACT)催化2分子的乙酰CoA形成乙酰乙酰CoA (Miziorko, 2011)，接着在羟甲基戊二酰辅酶A合酶(3-Hydroxy-3-methylglutaryl-coenzyme A synthase, HMGS)催化下结合1分子乙酰CoA形成3-羟基-3-甲基戊二酰(3-Hydroxy-3-methyglutaryl-CoA, HMG-CoA) (Montamat et al., 1995)，HMG-CoA被羟甲基戊二酰CoA还原酶(3-hydroxy-3-methylglutary CoA reductase, HMGR)催化还原为C6的重要中间体甲羟戊酸(mevalonate, MVA) (Caelles et al., 1989; Enjuto et al., 1994; Lumbreras et al., 1995)。然后，MVA在甲羟戊酸激酶(mevalonate kinase, MK)和磷酸甲羟戊酸激酶(phosphomevalonate kinase, PMK)催化下发生两步磷酸化，分别形成甲羟戊酸-5-磷酸(mevalonate-5-phosphate, MVAP)和甲羟戊酸-5-二磷酸(mevalonate-5-diphosphate, MVAPP) (Riou et al., 1994; Simkin et al., 2011)。MVA焦磷酸脱羧酶(MVA diphosphate decarboxylase, MPDC)催化MVAPP脱去1分子CO₂形成IPP(Cordier et al., 1999)。MEP途径涉及7种萜类合酶，首先由1-脱氧-D-木酮糖-5-磷酸合酶(1-deoxy-D-xylulose 5-phosphate synthase, DXS)催化甘油醛-3-磷酸和丙酮酸缩合形成1-脱氧-木酮糖-5-磷酸(1-deoxy-D-xyulose 5-phosphate, DXP) (Estévez et al., 2000)，接着在1-脱氧-D-木酮糖-5-磷酸还原异构酶(1-deoxy-D-lxylulose 5-phosphate reductoisomerase, DXR)催化下重排反应转化为2-甲基-D-赤藻糖醇-4-磷酸(2-C-methyl -D-erythritol 4-phosphate, MEP)(Joyard et al., 2009; Vranová et al., 2011)。然后，在2-甲基-D-赤藻糖醇-4-磷酸胱氨酰转移酶(2-C-methyl -D-erythritol 4-phosphate cytidylytransferase, MCT)环化作用下，MEP形成4-二磷酸胞-2-C-甲基赤藓[4-(cytidine 5-diphospho)-2-C-methyl-D-erythritol, CDP-ME]，之后在其激酶4-二磷酸胞苷-2-C-甲基赤藓糖激酶(4-diphosphocytidyl-2-C-methyl-D-erythritol kinase, CMK)催化下磷酸化为4-二磷酸胞苷-2-C-甲基-D-赤藓醇-2-磷酸(4-diphosphocytidyl-2-C-methyl-D-erythritol 2-phosphate, CDP-ME2P)(Joyard et al., 2009; Vranová et al., 2011)。紧接着，2-甲基赤藓糖-2,4-环二磷酸合酶(2-C-methyl-D-erythritol 2,4-cyclodiphosphate synthase, MDS)催化CDP-ME2P转化为2-甲基赤藓糖-2,4-环二磷酸(2-C-methyl-D-erythritol 2,4-cyclodiphosphate, MEcPP) (Joyard et al., 2009; Vranová et al., 2011)。MEcPP进一步被羟甲基丁烯基-4-磷酸合成酶(4-hydroxy-3-methylbut-2-enyl-diposphate synthase, HDS)催化形成羟甲基丁烯基-4-磷酸(4-hydroxy-3-methylbut-2-enyl-diposphate,HMBPP)(Seemann et al., 2006)。最后，羟甲基丁烯基-4-磷酸还原酶(HMBPP reductase, HDR)催化HMBPP还原为IPP及其同分异构体二甲基烯丙基焦磷酸(dimethylallyl diphosphate, DMAPP) (Seemann et al., 2006)。萜类化合物合成途径存在四个分支点(Branch points, BPs)，BPs涉及4个萜类合酶，异戊烯基焦磷酸异构酶(isopentenyl pyrophosphate isomerase, IPPI)是首个BPs，催化IPP和DMAPP的异构化(Berthelot et al., 2012)；牻牛儿基焦磷酸合酶(geranyl diphosphate synthase, GPPS)催化IPP和DMAPP缩合生成牻牛儿基焦磷酸(geranyl diphosphate, GPP)，即单萜的前体(Tholl and Lee, 2011; Hemmerlin et al., 2012)；GPP接着在法尼基焦磷酸合成酶((farnesyl diphosphate synthase, FPPS)催化下，结合1分子IPP形成法尼基焦磷酸(farnesyl diphosphate, FPP)，即倍半萜的前体(Vandermoten et al., 2009)；FPP可在香叶基香叶基焦磷酸合酶(geranylgeranyl diphosphate synthase, GGPPS)催化下，再结合1分子IPP生成香叶基香叶基焦磷酸(geranylgeranyl diphosphate, GGPP)，即双萜的前体(Zhu et al., 1997; Okada et al., 2000)。单萜、倍半萜、双萜等前体在萜类合酶的催化下可形成各种萜类的基本骨架，如2分子的FPP缩合形成鲨烯，即三萜的前体；又如2分子的GGPP缩合生成八氢番红素，即四萜的前体，最终这些萜类骨架在修饰酶的催化下形成各种萜类化合物(Thulasiram et al., 2007)。

萜类化合物类胡萝卜素，如玉米黄质、紫黄质、α-胡萝卜素、β-胡萝卜素和γ-胡萝卜素含量变化与金银花花色动态变化密切相关(Seemann et al., 2006)，然而目前对金银花萜类合酶基因组成以及其在花色动态变化中的表达模式还不清楚。本研究旨在利用生物信息学方法鉴定金银花17种萜类合酶基因，包括MVA途径6种基因(AACT, HMGS, HMGR, MK, PMK和MPDC)、MEP途径7种基因(DXS, DXR, MCT, CMK, MDS, HDS和HDR)以及BPs分支点4种基因(IPPI, GPPS, FPPS和GGPPS)，并对其染色体定位、共线性、蛋白质理化性质、亚细胞定位、顺式作用元件以及在花色动态变化中的表达进行分析，可为金银花花色动态变化的分子机制研究及新品种选育提供理论支撑。

1结果与分析

1.1金银花萜类合酶基因的鉴定及理化性质

本研究分别利用拟南芥的17种萜类合酶蛋白质序列为探针，对金银花基因组进行BlastP搜索，去除冗余并经SMART和InterProScan数据库验证后，最终鉴定出17种共48个萜类合酶基因，包括MVA途径的16个基因(5个AACT, 2个HMGS, 5个HMGR, 2个MK, 1个PMK和1个MPDC)、MEP途径的16个基因(7个DXS, 2个DXR, 2个MCT, 1个CMK, 1个MDS, 2个HDS和1个HDR)以及BPs分支点16个基因(1个IPPI, 5个GPPS, 2个FPPS和8个GGPPS)。根据基因与拟南芥相关萜类合酶基因同源比对分析结果，将48个基因进行重新命名，并对金银花萜类合酶进行理化性质分析(表1)。主要分析结果如下：

在MVA途径中，金银花的ACCT基因家族是由5个LjACCT2基因成员组成的，分别编码了氨基酸长度为393~710 aa的ACCT酶，相对分子量在40.29~75.12 kD之间，理论等电点为5.83~8.59，可被定位在细胞基质和线粒体。金银花存在两个由360和478个氨基酸组成的HMGS酶，分别存在于细胞基质和内质网中。金银花的HMGR酶由3个HMGR1和2个HMGR2构成，其氨基酸长度在567~600 aa之间，相对分子量为60.53~64.81 kD，理论等电点为7.11~8.15，为碱性蛋白质，可定位于细胞基质和线粒体中。金银花具有两个由382个氨基酸组成MK酶，这两个MK酶理化性质完全一致，均为酸性蛋白质，都定位于内质网。与拟南芥相似，金银花中也仅存一个PMK酶，是由471个氨基酸组成的酸性蛋白质，定位在内质网中。金银花的MPDC基因家族仅由一个成员(LjMPDC2)构成，其编码的LjMPDC2氨基酸长度为419 aa，相对分子量为46.27 kD，理论等电点为6.45，定位在细胞基质中。

金银花萜类生物合成MEP途径中的7种萜类合酶均定位于质体中，其中DXS基因家族是由6个DXS和1个DXL2基因成员构成的，分别编码了氨基酸长度为531~715 aa的DXS酶，其相对分子量在56.35~76.51 kD之间，理论等电点为5.95~7.64。金银花具有两个氨基酸长度分别为475和518 aa的DXR酶，理论等电点分别为5.70和6.68。金银花存在两个氨基酸长度和分子量都较相似的MCT酶，这两个MCT酶均为酸性蛋白质。与拟南芥相同，金银花的CMK、MDS和HDR基因家族都是仅由一个成员组成。金银花存在两个氨基酸长度分别为708和742 aa的HDS酶，其理论等电点分别为6.32和5.73。

在金银花萜类生物合成途径的四个分支点中，第一个分支点是由LjIPPI1完成的，其为一个氨基酸长度为233 aa的酸性蛋白质，定位在细胞基质中。第二个分支点的GPPS家族具有5个成员，氨基酸长度在245~423 aa之间，相对分子量为27.13~ 46.43 kD，均为定位于细胞基质的酸性蛋白质。第三个分支点的FPPS酶是由两个LjFPPS1构成，氨基酸长度分别为295和342 aa，都是定位于细胞基质的酸性蛋白质。第四个分支点的GGPPS家族由4个LjGGPPS5、2个LjGGPPS11和2个LjGGPPS12组成，其氨基酸长度在197~374之间，相对分子量为21.32~ 40.69 kD，理论等电点介于5.39~8.76之间，可定位在细胞基质和内质网中。

综上所述，金银花萜类化合物生物合成存在完整的MVA和MEP途径，萜类化合物的关键前体代谢物IPP可能是通过MVA和MEP途径共同合成的。此外，金银花存在萜类生物合成途径的四个分支点相关的酶类，这说明金银花的萜类包括了单萜、倍半萜、双萜、三萜和四萜等萜类化合物。

1.2金银花萜类合酶基因的染色体定位

根据鉴定得到48个金银花萜类合酶基因的定位信息，利用TBtools软件(Chen et al., 2020)绘制金银花萜类合酶基因的染色体分布图(图1)。主要定位结果如下：

MVA途径的16个萜类合酶基因非均匀分布在7号染色体之外的其他8条染色体上。其中，5个LjAACT2基因分散分布在1、2、3、6和8号染色体中；2个LjHMGS基因分别分布在2和8号染色体上；HMGR基因家族的5个成员分布在2、4、5和9号染色体上，其中4号染色体含有两个LjHMGR1基因(LjHMGR1a和LjHMGR1c)；2个LjMK基因聚集分布在9号染色体上，这说明金银花MK基因在进化过程中可能发生了串联复制；LjMPDC和LjPMK基因分别分布在3和8号染色体上。

MEP途径的16个萜类合酶基因无规律地分布在2、3、4、5、7和9号染色体上。具体地，DXS基因家族的7个成员分布在2、3、4、7和9号染色体上，其中3和9号染色体均聚集分布着2个LjDXS基因，这说明金银花DXS基因可能发生了串联重复；2个LjDXR基因分布在5和9号染色体上；两个LjMCT基因成簇分布在5号染色体上，这说明LjMCT基因在进化过程中发生了串联复制; 金银花的MDS、CMK和HDS基因均分布于2号染色体，其中LjHDS基因可能发生了串联复制；LjHDR基因分布在5号染色体上。

BPs分支点的16个萜类合酶基因分布在除6号染色体外的其他8条染色体上， 而且主要聚集分布在1号染色体中。具体地，LjIPPI基因分布在1号染色体上；GPPS基因家族分布在1、7、8和9号染色体，其中1号染色体上的两个GPPS基因成簇分布，这说明LjGPPSd和LjGPPSe基因可能发生了串联复制；两个LjFPPS1基因分布在1和8号染色体上；GGPPS基因家族的8个成员分布在1、2、4、5、7和9号染色体上，其中1号染色体上的两个GGPPS5基因成簇分布，这说明LjGGPPS5c和LjGGPPS5d基因可能发生了串联复制。

总体而言，金银花萜类化合物生物合成途径相关基因随机分布在9条染色体上，其中2、4、5和9号染色体同时分布着MVA、MEP和BPs分支点的萜类合酶基因。此外，部分萜类合酶基因，如MK、DXS、MCT、HDS、GPPS和GGPPS基因在进化过程中可能发生基因复制事件。

1.3金银花萜类合酶基因共线性分析

根据MCScanX共线性分析，利用TBtools软件绘制金银花和拟南芥萜类合酶基因的同源性分析图(图2)。分析结果表明，参与拟南芥MVA途径的6种共9个基因(AtAACT1, AtAACT2, AtHMGS, AtHMGR1, AtHMGR2, AtMK, AtPMK, AtMPDC1和AtMPDC2)中，除了AtAACT1和AtMPDC1基因之外，其他7个基因在金银花中都具有1~5个同源基因。拟南芥中参与MEP途径的7种共9个基因(AtDXS, AtDXL1, AtDXL2, AtDXR, AtMCT, AtCMK, AtMDS, AtHDS和AtHDR)在金银花中均存在1~5个同源基因。在拟南芥中参与萜类生物合成途径四个分支点的4种共16个基因(AtIPPI1, AtIPPI2, AtGPPS, AtFPPS1, AtFPPS2和AtGGPPS1-11)中，其中AtIPPI1、AtGPPS、AtFPPS1、AtGGPPS5、AtGGPPS11和AtGGPPS12基因在金银花中存在1~5个同源基因。这说明金银花萜类合酶基因在全基因组复制过程中发生了进化，在物种分化前可能已完成基因复制。

1.4金银花萜类合酶基因顺式调控元件分析

提取48个金银花萜类合酶基因的启动子区域(翻译起始点上游2 000 bp)顺式作用元件分析(图3; 图4)。除了启动子区基本元件之外，在金银花萜类合酶基因上游主要存在三大类作用元件，即I类光响应作用元件(包括光响应和昼夜节律)，II类激素响应作用元件(包括生长素响应, 脱落酸响应, 赤霉素响应, 茉莉酸甲酯响应和水杨酸响应)，III类胁迫响应作用元件(包括防御胁迫响应, 低温响应, 损伤应答, 干旱诱导和缺氧诱导)。其中，构成光响应作用元件的基序有41种，其中Box 4 (ATTAAT)、GT1-motif.a (GGTTAA)、G-Box.a (CACGTT)和TCT-motif (TCTTAC)四种基序存在于MVA、MEP以及分支点的大部分基因启动子中，如除LjMDS和LjGGPPS5a基因之外，其他46个萜类合酶基因启动子均存在Box 4基序；而昼夜节律的基序比较保守，由circadian (CAAAGATATC)元件组成的，存在于LjAACT2c、LjHMGR2b、LjDXSb、LjMCTb、LjHDSb、LjGPPSb和LjGGPPS12b基因中。生长素响应作用元件由TGA-element (AACGAC)、AuxRR (GGTCCAT)和TGA-box (TGACGTAA)基序组成，其中9个MVA途径相关基因、3个MEP途径相关基因以及7个BPs分支点相关基因均存在TGA-element基序，而TGA-box仅存在LjIPPI1基因中。脱落酸响应作用元件的基序有ABRE和LAMP-element两类元件，其中ACGTG是ABRE元件的主要基序，存在于12个MVA途径相关基因、13个MEP途径相关基因以及14个BPs分支点相关基因的启动子中，而LAMP-element (CCTTATCCA)基序仅存在LjMKa基因中。赤霉素响应作用元件是由TATC-box (TATCCCA)、P-box (CCTTTTG)和GARE-motif (TCTGTTG)三种基序组成的，其中MVA途径相关基因赤霉素响应作用元件以TATC-box为主要基序，而MEP途径和BPs分支点相关基因主要以GARE-motif 为赤霉素响应作用元件的基序。茉莉酸甲酯响应作用元件比较保守，10个MVA途径相关基因、11个MEP途径相关基因以及11个BPs分支点相关基因的启动子同时存在TGACG-motif (TGACG)和CGTCA-motif (CGTCA)两种基序。水杨酸响应作用元件由TCA-element.a (CCATCTTTTT)和TCA-element.b (TCAGAAGAGG)基序组成，其中TCA-element.a (CCATCTTTTT)基序主要在于MVA途径相关的13个基因中，而TCA-element.b (TCAGAAGAGG)基序仅存在LjAACT2b和LjFPPS1a基因中。防御胁迫响应作用元件的基序是两种TC-rich repeats，即TC-rich repeats.a (ATTCTCTAAC)和TC-rich repeats.b (GTTTTCTTAC)，其中MVA途径相关基因的防御胁迫响应作用元件以TC-rich repeats.b (GTTTTCTTAC)为主要基序。低温响应和损伤应答作用元件分别由LTR (CCGAAA)和WUN-motif (AAATTTCCT)基序组成，其中6个MVA途径相关基因、6个MEP途径相关基因以及7个BPs分支点相关基因存在低温响应作用元件，而损伤应答作用元件仅存在MEP途径的LjDXSa基因中。干旱诱导作用元件比较保守，由MBS (CAACTG)基序组成的，存在于7个MVA途径相关基因、9个MEP途径相关基因以及5个BPs分支点相关基因启动子中。缺氧诱导作用元件由ARE (AAACCA)、GC-motif (CCCCCG)和CAG-motif (GAAAGGCAGAC)基序组成，MVA途径、MEP途径以及BPs分支点各有13个基因启动子具有ARE (AAACCA)基序，而基序CAG-motif仅存在LjMCTa基因的启动子。

综上所述，金银花萜类生物合成途径MVA、MEP以及分支点相关基因上游顺式作用元件具有保守的基序，这说明在特定条件下，如光响应、激素诱导以及环境胁迫，金银花萜类合酶基因的表达可能受到相同转录因子调控，从而协调萜类化合物的生物合成。

1.5金银花萜类合酶基因在花色动态变化中的表达分析

为了弄清楚金银花萜类合酶基因在花色动态变化中的表达模式，因此对其进行qRT-PCR分析(图5)。LjAACT基因在花、茎和叶高表达量，其中LjAACTc基因在绿蕾花、白蕾花和银色花中的表达显著上调，但在金色花和褐色花中表达显著下调。LjHMGSa和LjHMGSb基因在花中的表达差异显著，LjHMGSb在茎、叶中的表达量较高，而在花中低表达；LjHMGSa在初蕾中的表达显著上调，但在银色花中的表达下降。LjHMGR基因家族各个成员的表达模式各不相同，其中LjHMGR1c在绿蕾、白蕾和银色花中显著表达，而在金色花和褐色花中的表达量较低。MVA途径下游的LjMKb、LjPMK和LjMPDC2基因表达模式比较相似，在花色动态变化中均显著表达。LjDXS基因家族表达模式可分为两种，一种是在花组织中低表达量，如LjDXSe和LjDXL2基因；另一种是在花组织中显著表达，如LjDXSa、LjDXSb、LjDXSc、LjDXSd和LjDXSf，其中LjDXSd在绿蕾、白蕾和银色花中显著高表达。LjDXRa和LjDXRb基因在花中表达差异显著，其中LjDXRb基因在初蕾、绿蕾、白蕾和银色花中高表达。LjMCTa和LjMCTb基因的表达模式差异显著，与LjMCTb在花色动态变化中低表达不同，LjMCTa的表达量较高。MEP途径下游的LjCMK、LjMDS、LjHDSb和LjHDR基因表达模式比较相似，即在绿蕾、白蕾和银色花中均显著表达。LjIPPI1基因在花色动态变化中的表达量较高，尤其在初蕾、绿蕾、白蕾和银色花中显著表达。LjGPPS家族除了LjGPPSd之外，其他LjGPPS基因在花色动态变化中的表达量均较低。LjFPP1a和LjFPP1b基因在花色动态变化中的表达存在差异，LjFPP1b主要在绿蕾、白蕾和银色花中表达，而LjFPP1a的表达量较低。LjGGPPS基因家族的LjGGPPS5a和LjGGPPS11b在花色动态变化中的表达量较高，其中LjGGPPS5a在茎、叶和各色花中显著表达，而其他LjGGPPS基因如LjGGPPS5b-d和LjGGPPS12b表达量均较低。

综上所述，金银花萜类合酶基因在花色动态变化中的表达模式并不相同，其中MVA途径的6个萜类合酶基因(LjAACTc, LjHMGSa, LjHMGR1c, LjMKb, LjPMK和LjMPDC2)、MEP途径的7个萜类合酶基因(LjDXSd, LjDXRb, LjMCTa, LjCMK, LjMDS, LjHDSb和LjHDR)以及BPs分支点的4个萜类合酶基因(LjIPPI1, LjGPPSd, LjFPP1b和LjGGPPS5a)在绿蕾、白蕾和银色花中表达显著表达，这说明萜类合酶基因的表达以及下游萜类化合物的合成是导致金银花花色动态变化的原因之一。