环塔盆地不同山葡萄品种果实品质间的差异

为山葡萄在环塔盆地生态区域的选育、推广应用提供科学理论依据,建立8个新疆山葡萄果实综合评价体系。以2019-2021年田间表现良好的山葡萄‘北冰红’‘双红’‘左优红’‘雪兰红’‘双丰’‘北国红’‘左山1’和‘左山2’为试材,测量果实23项外观及理化品质指标,按照测量结果进行描述性统计和主成分分析,根据综合得分进行排名。结果表明,23项果实品质指标变异程度不同,其中白藜芦醇、果形指数、Zn含量和花色苷变异程度较大,超过50%;果穗质量、原花青素、固酸比和Fe含量变异程度一般,为30%~50%;其他果实品质指标变异程度较小(<30%)。因子分析提取出6个特征根>1的公因子,累计方差贡献率达97.839%,公因子PC1贡献率达22.154%,主要由pH、果实纵径、横径、单果质量、单果体积和果穗质量决定,主要反映果实外观品质;公因子PC_(2)贡献率达20.987%,由可溶性固形物、总糖、糖酸比、固酸比和Mn含量5个因子决定,主要反映果汁的糖度;公因子PC_(3)贡献率为19.820%,由Ca、Mg和Cu含量3个因子决定,主要反映矿质元素含量。公因子PC_(4)贡献率为19.117%,由花色苷、总酸和果形指数3个因子决定,主要反映果汁色泽、酸度和果实形状;公因子PC_(5)贡献率为8.293%,由原花青素和总黄酮2个因子决定,主要反映果实的营养状况;公因子PC_(6)贡献率为7.467%,由白藜芦醇和Zn含量2个因子决定,主要反映白藜芦醇和Zn含量的高低情况。山葡萄果实品质综合得分排序由高到低依次是:‘北冰红’‘左优红’‘雪兰红’‘左山2’‘北国红’‘双丰’‘双红’‘左山1’。

不同山葡萄品种CO_(2)响应模型拟合及评价

为探索不同山葡萄品种叶片CO_(2)响应特征差异,以5 a生山葡萄‘北冰红’‘北国红’‘双红’和‘雪兰红’为试材,采用Li-6400便携式光合仪,测定果实膨大期山葡萄叶片光合-二氧化碳响应曲线(photosynthetic CO_(2)response curve,P_(n)-C_(i))以及胞间CO_(2)浓度(intercellular CO_(2)concentration,C_i)、气孔导度(stomatal conductance,G_s)、水分利用率(water use efficiency,WUE)和蒸腾速率(transpiration rate,T_r)等气体交换参数,基于直角双曲线模型、Michaelis-Menten模型和直角双曲线修正模型3种模型拟合山葡萄叶片P_(n)-C_(i)响应曲线。结果表明,直角双曲线修正模型拟合的山葡萄P_(n)-C_(i)响应曲线,其拟合参数与实测值最为接近,可直接计算CO_(2)饱和点(CO_(2)saturation point,CSP)。随大气CO_(2)浓度(atmospheric CO_(2)concentration,C_a)的增加,4个山葡萄品种C_i呈线性递增趋势;G_s和T_r总体呈先升后降趋势;WUE先降后升,呈“U”型变化趋势。主成分分析提取出2个主成分,累计贡献率达84.613%。综合评价‘雪兰红’得分最高,光能转化利用率最高,在低C_a环境下的适应性最佳;‘双红’在不同C_a水平下均可保持较高光合效率,排名第2。综上所述,直角双曲线修正模型拟合山葡萄叶片P_(n)-C_(i)响应曲线效果最优。

山葡萄基因VaEXO11及其启动子的克隆与序列分析

【目的】探究欧洲葡萄基因VvEXO11在山葡萄中的同源基因VaEXO11的表达及功能,为揭示葡萄抗寒分子通路、培育新的抗寒葡萄品种提供理论依据。【方法】克隆并分析VaEXO11及其启动子PVaEXO11序列,通过瞬时转化烟草探究PVaEXO11与低温胁迫的关系。【结果】从VaEXO11克隆到的cDNA序列全长为957 bp,其中ORF为957 bp,编码318个氨基酸。该基因仅由1个外显子构成,其蛋白含有一个高度保守的Phi_1结构域和一个信号肽,丝氨酸含量丰富,经预测为疏水脂溶性蛋白。对克隆到的P_(VaEXO11)进行顺式作用元件预测,分析结果表明,PVa EXO11不仅含有CAAT-box、TATA-box等核心启动子元件,还具备参与干旱胁迫、昼夜节律调控和创伤响应等功能响应元件。瞬时转化结果表明,低温激活P_(VaEXO11)的活性,VaEXO11的相对表达量迅速上升,直接或间接促进细胞内抗氧化酶的产生。【结论】VaEXO11除了参与低温调控,还可能参与多种逆境相关的调控,从而响应多种生物与非生物胁迫。

山葡萄不同代际间杂交群体抗寒性差异调查分析

于2021—2023年以山葡萄F1~F3代共14个杂交群体为材料,通过调查不同代间及代内群体越冬后的抗冻等级差异,探讨山葡萄抗冻性遗传特性。结果表明,抗冻性随山葡萄血统稀释而减弱,F1代抗冻性最强,有87%以上的后代可以免埋土越冬,且无明显母系遗传特点;F2代抗冻性减弱,F2代中正反交组合的抗冻性表现出母系遗传特点,以抗冻的F1代做母本可以获得更多抗冻后代;F2代与欧亚种杂交的F3代抗冻性较F2代更弱,但与美洲种或其他含有抗寒基因的亲本杂交后提升了F3代的抗冻能力。

山葡萄砧木提高葡萄耐寒性的转录调控研究

以山葡萄为砧木可提高葡萄的耐寒性,但其分子调控机制还不明确。本研究以山葡萄为砧木的‘黑比诺’异嫁接苗(Vv_Va)和‘黑比诺’自嫁接苗(Vv_Vv)为材料,利用转录组数据分析两者在低温胁迫下的基因表达差异。结果表明,低温胁迫下,与自接相比,异接中显著上调的基因数330个,显著下调的基因数190个;对差异表达基因的GO富集分析表明,自接和异接的差异表达基因与非生物胁迫相关,尤其是应答温度胁迫相关基因的表达产生了显著差异;在所有差异表达的基因中,有27个热激蛋白基因、3个渗透调节物质合成关键酶基因和6个活性氧清除关键基因的表达显著上调,且有WRKY、NAC、MYB、HSF、AP2/ERF、Zinc Finger和MYC 7个家族共23个转录因子发生了差异表达,这可能是Vv_Va在遭遇低温胁迫时,抗寒砧木嫁接对接穗具有更好的保护作用。本研究通过对低温胁迫下自接苗和异接苗相关基因的转录表达差异分析,为阐释山葡萄嫁接提高葡萄耐寒性的分子机制奠定了基础。

山葡萄VaERF095基因表达及其启动子功能分析

【目的】克隆山葡萄乙烯响应因子基因VaERF095及其启动子序列,分析在低温和外源激素诱导下该基因的表达模式和启动子活性,为深入探究VaERF095基因参与低温胁迫响应机理提供理论依据。【方法】采用同源克隆方法从山葡萄品种左山-1中获得VaERF095基因及其启动子,并通过实时荧光定量PCR检测VaERF095基因在低温(4℃)胁迫和外源激素诱导下及不同组织中的表达情况。同时构建VaERF095基因启动子融合GUS蛋白表达载体,瞬时转化葡萄叶片,通过β-葡萄糖苷酸酶(GUS)活性定量分析VaERF095基因启动子受低温胁迫和外源激素诱导的表达情况。【结果】从山葡萄克隆获得VaERF095基因,编码区(CDS)全长393 bp,编码130个氨基酸残基,该蛋白含有1个保守的AP2/ERF结构域,与欧洲葡萄和河岸葡萄的亲缘关系较近,氨基酸序列相似性分别为100.00%和93.08%。Va ERF095基因可响应低温和外源激素乙烯(ET)、水杨酸(SA)、茉莉酸甲酯(MeJA)和脱落酸(ABA)的诱导,呈现出不同的表达模式。VaERF095基因在老叶、茎、花序、卷须和果实均有表达,其中在卷须中的表达量最高,在幼叶中的表达量极低或几乎不表达。克隆获得长度为1360 bp的VaERF095基因启动子,含有2个低温响应元件(LTR)、1个ET响应元件(ERE)、1个SA响应元件(TCA-element)、2个MeJA响应元件(CGTCA-motif和TGACG-motif)、1个ABA响应元件(ABRE)、1个GA响应元件(P-box)和1个防御和胁迫响应元件(TC-rich repeats)。在低温胁迫及外源激素(ET、SA和ABA)诱导下,VaERF095基因启动子活性较对照极显著升高(P<0.01),在MeJA诱导下,VaERF095基因启动子活性显著增强(P<0.05)。【结论】VaERF095基因及其启动子正向响应低温(4℃)及外源激素(ET、SA、ABA和MeJA)的诱导,具有明显的组织表达特异性。

响应面优化超声辅助提取山葡萄皮渣花色苷

以山葡萄皮渣为试材,采用单因素和响应面试验,研究了超声提取时间、超声提取温度、液料比、乙醇体积分数对山葡萄皮渣花色苷提取量的影响,优化了山葡萄皮渣花色苷的最佳提取工艺,以期为山葡萄皮渣花色苷的提取提供参考依据。结果表明:最佳工艺条件为超声提取时间21.20 min、超声提取温度37.64℃、液料比15.62∶1 mL·g^(-1)、乙醇体积分数61.81%,该条件下测得山葡萄皮渣花色苷提取量为(0.358±0.005)mg·g^(-1),与理论预测值误差仅为0.56%。

山葡萄致病致灾气象指标及其栽培管理技术

从园田气象基础数据积累和田间调查入手,对山葡萄致病致灾的气象指标进行了研究,对影响山葡萄产量和品质的气象因子进行了普查和筛选,对病害、灾害的防御措施及栽培和管理措施进行了归纳总结,形成了较为完整的山葡萄致病致灾气象指标及其栽培管理技术,以营造适宜山葡萄栽培的农田小气候,规避气象灾害,保证和提高山葡萄的产量和品质。

近红外光谱技术在山葡萄无损检测中的应用研究

山葡萄是中国特色葡萄酒的原材料,其成熟度和品质对酿造优质葡萄酒有关键作用。无损检测技术是指在不破坏样品的前提下进行检测,目前应用研究广泛。综述无损检测技术的几种机制和适用领域及研究进展,通过比较发现近红外光谱分析技术比较适宜于山葡萄的无损检测,为后续的无损检测设备研究和拓展应用提供参考。

天山北麓4个山葡萄品种枝条抗寒性综合评价

研究不同低温处理对山葡萄枝条抗寒生理指标的影响,探讨山葡萄抗寒性与质膜透性、渗透调节物质、过氧化物酶活性和萌芽率等指标的关系。以山-欧杂交种葡萄‘北冰红’等的一年生枝条为材料,分别在0、﹣10、﹣20、﹣30、﹣40℃的环境中处理24 h,调查不同低温条件下枝条的相对电导率、丙二醛(MDA)和游离脯氨酸(游离Pro)、可溶性糖含量和超氧化物歧化酶(SOD)活性和萌芽率的变化。结果表明:‘左优红’和‘雪兰红’的电解质渗透率和MDA含量高于‘北冰红’和‘双红’,两指标以‘双红’最小;‘北冰红’和‘双红’的游离Pro相近,‘雪兰红’次之,‘左优红’最低;在本试验温度范围内,随温度降低SOD活性表现为先升后降,可溶性糖含量表现为持续上升,其中‘北冰红’SOD活性始终保持最高状态。主成分分析中提取出两个特征根>1的主成分,累计方差贡献率达95.072%。综合权衡各品种抗寒性生理指标,推测抗寒性排序为:双红>北冰红>雪兰红>左优红,该结果可为山葡萄在天山北麓生态区域推广提供参考。

山葡萄品种在河西走廊地区的引种表现

为解决河西走廊地区酿酒葡萄的安全越冬问题,调查了引进的酿酒型山葡萄(Vitis amurensis Rupr.)品种在河西走廊中段嘉峪关戈壁滩的栽培表现。结果表明,山葡萄在嘉峪关地区可不埋土安全越冬,病害少,果实成熟充分,可酿造极富产区特色的有机利口酒。但坐果率低且易受晚霜冻害,产量低且年际间极不稳定,栽培发展的适宜性中等偏下。

山葡萄‘双优’组织培养生根期愈伤组织的转录组分析

【目的】研究山葡萄生根的分子机理,为山葡萄生产繁殖中生根提供理论数据和参考依据。【方法】对山葡萄‘双优’进行组织培养至生根阶段,设置不同浓度IBA(0.1、0.3和0.5 mg/L)、NAA(0.1、0.3和0.5 mg/L)和蔗糖(15、25和35 g/L)处理,选择根系数目差别较大的两组,对其基部生根的愈伤组织进行转录组测序分析。【结果】6个样本共获得的高质量序列共284.40 Gb,89.15%~90.3%的Clean Reads比对到参考基因组上,S6较S1中显著上调的差异表达基因537个,显著下调的差异表达基因277个,共814个差异表达基因。共805个差异表达基因注释到COG的21个分类中,主要包括未知功能、细胞内运输和信号转导机制等条目。差异表达基因主要富集于多糖结合、驱动蛋白复合体和生长素激活信号通路等条目。差异表达基因富集在苯丙烷生物合成、类黄酮生物合成和植物激素信号转导等通路。生长素途径中的11个差异表达基因均为上调表达,表达量差异较大的5个基因为IAA14、IAA22、IAA27、LAX3和A-ARR基因。转录组数据可信。【结论】通过对不同浓度的IBA、NAA和蔗糖诱导‘双优’葡萄组培苗生根的愈伤组织进行测序,获得了较为完整的转录组数据,并对其进行功能注释、富集分析和激素相关基因表达量分析。

山葡萄酒渣多酚提取工艺优化

以酿酒后废弃的山葡萄酒渣为原料,研究多酚类物质的提取条件。以提取溶剂百分数、料液比、超声时间、超声温度为影响因素,以山葡萄酒渣多酚得率为评价指标,进行正交优化试验,确定最佳提取条件为:料液比1∶10(g∶mL),乙醇体积分数70%,超声温度70℃,超声时间30 min,此工艺条件下山葡萄酒渣中多酚得率为19.03 mg/g。

酿酒山葡萄品种区域化的研究

１９９４～１９９８年，在干旱、中等湿度和高温、高湿地区，对目前主栽的山葡萄品种左山一、左山二、双丰、双优和双红的区域试验结果表明：在干旱地区生产栽培的山葡萄产量、抗病力和品质明显高于中等湿度和高温、高湿地区。其中：果穗重平均提高４．８％～１３．０５％，果粒重提高７．８％～１９．１％，座果率提高４．２８％～１１．２０％，含糖量提高２．７２～３．６９度，结果枝率提高４．０４％～４．７８％，总酸降低０．２２％～０．３９％，霜霉病害、病情指数降低１０．２９％和３９．１１％。两性花品种双红、双优、双丰分别增产７．７９％～２６．４４％，但雌能花品种左山一和左山二在高温、高湿地区表现座果率低，并大幅度减产。酿酒山葡萄在我国最佳栽培生态区是：气候干燥少雨、光照充足、昼夜温差大的地区。

中国山葡萄产业的发展及对策

本文介绍了国内外山葡萄研究现状和取得的研究成果,统计目前我国山葡萄生产栽培的面积、品种布局、产量和效益,重点总结了山葡萄生产栽培和山葡萄酒生产中存在的问题,并提出推进山葡萄产业持续发展的对策。

山葡萄不同气候区栽培适宜产量的研究

2000～2002年试验结果表明:在较寒冷的吉林市左家地区或类似气候区栽培山葡萄,果实用于酿制优质山葡萄酒,公顷产量应控制在10～12t;酿制一般甜红山葡萄酒,公顷产量应控制在13～14t。在较温暖的吉林省集安市(岭南地区)或类似气候区,酿制优质山葡萄酒,公顷产量应控制在14～15t;酿制一般甜红山葡萄酒,公顷产量应控制在16～17t。

山葡萄与山葡萄酒

山葡萄具有酸高、单宁多酚高、干浸物多、营养成分高和糖低、出汁率低的特点,主要产于东北、西北、西南地区。通过杂交培育出优良品系,再返植到森林,以保证山葡萄生产所需及山葡萄酒质量。山葡萄酒是中国独有的葡萄酒种,其历史可追溯到东汉时期,实现工业化生产是20世纪30年代,由日本人在吉林省吉林市和通化市建了两家山葡萄酒厂,即现在的长白山酒业集团公司和通化葡萄酒公司,产品获国家优质奖,畅销国内外。山葡萄酒是天然的绿色食品,含有多种营养成分,其中藜芦醇具有预防心血管疾病的作用,含量是栽培葡萄酿制葡萄酒的2～3倍。(庞晓)

山葡萄双红干红葡萄酒研制试验初报

1997～2000年,取自干旱地区糖高、酸低“双红”浆果,采用改良三段发酵新工艺和添加活性干酵母,下胶处理研制的单品种全汁酒(干红葡萄酒)初步获得成功。成品酒果香、酒香明显,干红山葡萄酒典型性强,酒度11.36%(V/V),残糖49.11g/L,总酸11.79g/L。总酸高于国家标准(GB/T15037-94)5.0～7.5g/L,感观和卫生指标符合国家标准。采用CaCO3、KHCO3和K2C4H4O6降酸效果明显,但带走香气。为酿制优质干红山葡萄酒,待进一步进行增糖、降酸的栽培技术调节和生物降酸研究。

松针山葡萄酒的研制

松针和山葡萄富含氨基酸、维生素及各种微量元素，其营养价值和医疗保健作用逐步被认识。本研究对松针山葡萄酒的酿制进行了初步探讨，以求开发高档的营养保健果酒新产品。

山葡萄类黄酮-3-O-葡萄糖基转移酶基因的表达分析

为了探究VAm3GT蛋白表达和在山葡萄体内酶学特征及生物学功能,进一步证实克隆所获得目的基因的准确性。利用实时定量PCR法对山葡萄果皮8个不同转色时期类黄酮-3-O-葡萄糖基转移酶基因(VAm3GT)的表达量进行了分析,并通过双酶切、连接转化等方法将VAm3GT基因克隆到原核表达载体pET28a上,构建原核表达重组质粒pET28a-VAm3GT。重组质粒转化至E.coli BL21后经不同浓度的IPTG诱导,通过SDS-PAGE分析表明,在适宜的IPTG诱导浓度下,VAm3GT基因在大肠杆菌BL21中得到高效表达,表达的融合蛋白分子质量约为50.19 ku,成功构建其原核表达载体并使其在大肠杆菌中得到高效表达。