盐碱胁迫对‘赤霞珠’葡萄幼苗生长及相关生理指标的影响

【目的】了解不同盐分配比和不同浓度梯度复合盐碱胁迫对‘赤霞珠’葡萄(Vitis vinfera‘Cabernet Sauvignon’)幼苗生长和抗逆生理指标的影响,确认其耐盐碱性范围及耐盐碱能力。【方法】以1年生‘赤霞珠’自根苗为试材,用NaCl、Na_(2)SO_(4)、NaHCO_(3)、Na_(2)CO_(3)按不同比例混合配制中性盐、弱碱性盐、强碱性盐3组复合盐溶液,每组各设置50,100,150 mmol/L 3个浓度梯度,以不做处理的溶液作为对照,于幼苗生长期间进行定期浇灌处理,通过室内盆栽试验模拟不同类型、不同程度盐碱胁迫,在处理后不同时期测定幼苗生长形态、生理及光合指标。【结果】(1)‘赤霞珠’幼苗茎粗和叶面积随盐碱胁迫浓度增大呈现先增大后减小的趋势,而株高基本呈现下降趋势。幼苗株高在强碱性盐组150 mmol/L胁迫处理10 d和40 d时都较同期中性、弱碱性组相应浓度显著降低。(2)随着盐碱浓度的增大,‘赤霞珠’幼苗叶片的SOD活性及MDA含量呈先增大后减小的趋势,而POD活性呈现缓慢增加的趋势;强碱性盐组叶片POD活性在胁迫处理30~50 d时均高于相应浓度的中性、弱碱性盐组,但到处理60 d后逐渐低于相应浓度其他两处理组,并以150 mmol/L浓度表现得更明显。(3)‘赤霞珠’幼苗叶片胞间CO_(2)浓度、净光合速率、蒸腾速率随着盐碱浓度的增加主要呈下降趋势,其胞间CO_(2)浓度和净光合速率均为50 mmol/L浓度处理时较高;在同期相同盐碱浓度处理下,叶片净光合速率在强碱性盐150 mmol/L胁迫处理75 d时显著低于中性、弱碱性处理组。【结论】‘赤霞珠’幼苗株高、叶面积、胞间CO_(2)浓度、净光合速率、蒸腾速率在50 mmol/L浓度处理下均呈现较好的增长趋势,而其株高及茎粗在150 mmol/L强碱性盐胁迫处理下增长不明显;一定范围内低浓度(50 mmol/L)盐碱胁迫有利于‘赤霞珠’葡萄幼苗生长。

宁夏‘赤霞珠’葡萄不同发育期晚霜冻害阈值试验研究

【目的】葡萄霜冻温度阈值是葡萄霜冻监测、预测、评估与防御的基础。对贺兰山东麓主栽酿酒葡萄‘赤霞珠’不同发育期低温忍耐力进行研究分析,建立葡萄霜冻温度阈值体系,旨为贺兰山东麓地区酿酒葡萄霜冻预测、防御提供理论依据。【方法】于2022年4—5月采用野外霜冻试验箱原位试验方法对贺兰山东麓主栽酿酒葡萄品种‘赤霞珠’不同发育期绒球、芽、新叶、新梢进行低温处理,测定其过冷却点、相对电导率(REC)及半致死温度(LT50),同时对低温胁迫后的受冻指数进行田间跟踪调查,利用受冻率与低温建立关系模型,计算不同发育期轻、中、重度受冻温度阈值。对不同发育期过冷却点、半致死温度(LT50)及霜冻指标温度阈值进行综合分析,确定不同发育期霜冻温度阈值。【结果】不同低温对‘赤霞珠’绒球期、芽开放期、展叶期和新梢生长期的影响程度不同,温度越低,各发育期的受冻率越大;随发育进程推进,‘赤霞珠’过冷却点温度、半致死温度逐渐升高;绒球期的低温耐受性最强,芽开放期、展叶期次之,新梢生长期最弱。【结论】-7.70℃是绒球期重度受冻的起始温度;芽开放期遭受重度霜冻的临界温度为-4.49℃;展叶期在-2.79℃即遭受不可逆伤害;新梢生长期出现-1.62℃以下的低温会造成严重的霜冻。

叶幕厚度与修剪次数对‘赤霞珠’葡萄果实产量和品质的影响

以7年生‘赤霞珠’葡萄为试材,研究机械修剪方式下叶幕厚度三水平(60、75、90 cm)与修剪次数二水平(2次、3次)处理条件下葡萄叶片光合性能、果实产量和品质差异。结果表明,适度增加叶幕厚度与修剪次数可以改善叶片光合性能,有利于还原糖、总酚和总花色苷的积累,提高果实产量和糖酸比。当叶幕厚度从60 cm增加到75 cm,修剪次数从2次增加到3次时,叶片光合速率提升,果实产量增加;随着叶幕厚度继续增加到90 cm,光合速率和果实产量明显下降。当修剪次数相同时,果实还原糖含量以60 cm和75 cm叶幕厚度的处理显著高于90 cm处理;果实酸含量随着叶幕厚度的增加呈现先降后升的变化趋势;糖酸比以75 cm叶幕厚度下最高;果皮总酚和总花色苷含量也随着叶幕厚度的增加表现为先升后降的趋势。当叶幕厚度相同时,总酚和总花色苷含量表现为修剪3次>修剪2次的处理。因此,叶幕厚度保持75 cm、机械修剪3次,‘赤霞珠’葡萄具有较高的果实产量、糖酸比和果皮酚类含量,是适合山西晋南规模化生产的较佳叶幕机械修剪方式。

不同叶幕类型对‘赤霞珠’葡萄产量与果实品质的影响

【目的】探讨直立叶幕和V形叶幕对酿酒葡萄‘赤霞珠’果实品质以及产量的影响,以期为建立合理的酿酒葡萄栽培架式提供参考。【方法】通过温湿度仪对不同叶幕类型下果实表面的温度和湿度进行监测,使用便携式光合仪测量叶片的光合指标,测定成熟果实的产量以及品质指标,对葡萄果皮中花色苷代谢途径中相关基因进行qRT-PCR荧光定量验证,分析不同叶幕形对赤霞珠产量以及果实品质的影响。【结果】V形叶幕拥有着较好的通风散热能力,在转色期与成熟中期,V形叶幕叶片的净光合速率显著高于直立形叶幕。V形叶幕平均单株产量和可溶性固形物含量分别比直立叶幕显著提高了20.57%和6.34%,且果实着色较好,两种叶幕形下果皮总酚、总类黄酮、总单宁含量差异不显著,但V形叶幕果皮的总黄烷醇、总花色苷含量分别比直立形叶幕高9.16%和12.92%;V形叶幕下葡萄果皮花色苷代谢途径中相关基因的表达量高于直立形叶幕。【结论】与直立形叶幕相比,V形叶幕在保证葡萄果实品质的同时,又提高葡萄果实产量。

‘赤霞珠’葡萄果实中儿茶素没食子酰基化转移酶蛋白的纯化与鉴定

【目的】对参与‘赤霞珠’葡萄果实中催化1-O-β-D-没食子酰葡萄糖(1-O-β-D-glucogallin,βG)和表棓儿茶素(Epigallocatechin,EGC)生成表没食子儿茶素没食子酸酯(Epigallocatechin-3-gallate,EGCG)相关儿茶素没食子酰基化转移酶(epicatechin:1-O-galloyl-β-D-glucose O-galloyltransferase,ECGT)蛋白进行纯化与鉴定。【方法】以安徽萧县葡萄园种植的‘赤霞珠’葡萄果实为材料,采用丙酮沉淀、硫酸铵分段盐析、亲和柱层析、羟基磷灰石柱层析及Superdex200凝胶过滤色谱方法对ECGT酶蛋白进行分离与纯化,基于高效液相色谱(High Performance Liquid Chromatography,HPLC)技术测定以上各步纯化后获得的ECGT酶蛋白的比活力,并采用SDS-PAGE(SDS-Polyacrylamide Gelelectrophoresis,SDS-PAGE)电泳对Superdex200凝胶过滤色谱纯化后获得酶蛋白进一步分离与纯化,然后基于高效液相色谱-电喷雾质谱联用技术(HPLC-electrospray ionization mass spectrometry,HPLC-ESI-MS/MS)对目的条带(55 ku,28ku)进行鉴定;另外,进一步采用定量反转录-聚合酶链式反应(quantitative reverse transcriptase-polymerase chain reaction,qRT-PCR)技术对预测的ECGT酶蛋白相关基因及其上游3个糖苷转移酶基因(glucosyltransferase GT_(1-3))在果实不同发育时期的表达水平进行研究。【结果】以上蛋白纯化技术均能有效纯化ECGT酶蛋白,获得的ECGT酶蛋白比活力分别为0.32、3.14、11.78、31.80和88.82 U·mg^(-1),纯化倍数分别为9.81、36.81、99.38和277.56倍,酶活总回收率分别为83.33%、4.64%、0.96%和0.13%。对酶蛋白2条目的条带鉴定结果表明,丝氨酸羧肽酶-类酰基转移酶(serine carboxypeptidase-like acyltransferases,SCPL acyltransferases)家族中一条酶蛋白(XP_002272116.1)比对的分值均最高。此酶蛋白的相关基因SCPL及其上游相关3个基因GT_(1-3)表达均与‘赤霞珠’葡萄果实发育呈显著负相关。【结论】‘赤霞珠’葡萄果实存在ECGT酶蛋白,属于SCPL类酰基转移酶家族,且可能以基因簇的方式行使其功能。

褪黑素处理对采后‘赤霞珠’葡萄黑曲霉病抗性的影响

为研究褪黑素(MT)对葡萄(Vitis vinifera)果实黑曲霉(Aspergillus subgenus Circumdati,section Nigri)病抗性的影响,本试验以‘赤霞珠’(‘Cabernet Sauvignon’)葡萄为试材,采用褪黑素采前喷施和采后浸泡的方法处理葡萄果实,初步探究两次褪黑素处理提高葡萄果实黑曲霉病抗性的作用机制。结果表明,褪黑素可有效提高葡萄果实对黑曲霉病的抗性,采前喷施150μmol·L^(-1)褪黑素相较于对照可显著降低采后果实的发病率,但100~200μmol·L^(-1)褪黑素体外抑制炭黑曲霉(A.carbonarius)菌丝生长的效果不明显,采后150μmol·L^(-1)褪黑素处理相较于对照组接种炭黑曲霉的发病率降低了30.7%;采前结合采后150μmol·L^(-1)褪黑素处理可以降低果实失重率,提高葡萄果实中抗病相关酶活性,增加苯丙烷途径次生代谢物总酚、类黄酮和木质素含量。综上,采前结合采后褪黑素处理可通过提高抗病相关酶活性和次生代谢物含量来提高葡萄果实对黑曲霉病的抗性。

‘赤霞珠’葡萄未成熟合子胚的体细胞胚发生研究

为建立‘赤霞珠’葡萄(Vitis vinifera ‘Cabernet Sauvignon’)体细胞胚再生体系,以花后80 d未成熟合子胚为外植体,探究了促进初生胚萌发的最佳处理方式以及激素组合对次生体细胞胚直接与间接发生的影响。采用不同浓度(1.0、1.5、2.0、2.5、3.0 g·L^(-1))赤霉素处理、不同时长(2、5、10、15、30 min)超声处理、不同破皮方式(切割种背、切喙+切割种背、磨砂)处理诱导初生胚,进而将已获取初生胚的子叶、胚轴、胚根分别切段放置于添加4种不同浓度的2,4-二氯苯氧乙酸(2,4-D;0.5、1.0、1.5、2.0 mg·L^(-1))和6-苄氨基嘌呤(6-BA;1.0、2.0、3.0、4.0 mg·L^(-1))组合的MS培养基中循环诱导次生胚。结果表明:在初生胚诱导中, 2.5 g·L^(-1)赤霉素、超声2 min、切喙+切割种背三种处理可大幅提高初生胚的诱导率, 11 d时诱导率分别为97.28%、98.64%与92.47%,对照组仅68.42%;在次生胚诱导中,添加0.5、1.0、1.5 mg·L^(-1)2,4-D和1.0、2.0、3.0 mg·L^(-1)6-BA的MS培养基有利于愈伤组织增殖并可通过间接途径产生体胚, 90 d时诱导率在6.45%~17.15%之间。在添加4种不同浓度2,4-D和6-BA组合的MS培养基中, 2.0 mg·L^(-1)2,4-D和4.0 mg·L^(-1)6-BA组合的体细胞胚诱导率最高, 90 d成胚率达到21.33%,次生胚在子叶褐化处直接形成。94%的正常次生胚可萌发并再生植株,生根率达100%。本研究所建立的‘赤霞珠’未成熟合子胚体细胞胚诱导方法为葡萄属植物再生体系优化完善和遗传转化应用研究提供参考依据。

转色期前后叶施锰素对‘赤霞珠’葡萄成熟过程果实品质的影响

针对贺兰山东麓土壤锰缺乏现状,以酿酒葡萄‘赤霞珠’为试材,选用MnSO4·H2O为锰源,设置3个浓度梯度(300、1200、2400 mg·L^-1 Mn^2+),于2017-2018年连续2年在转色期前后各1周进行叶面喷施补充,探究不同喷施浓度在葡萄成熟过程中对果实理化指标和果皮酚类物质含量的影响。结果表明:转色期叶施锰肥,提升葡萄浆果总可溶性固性物含量、固酸比和百粒质量,降低滴定酸含量,同时促进了葡萄果皮中总酚、总类黄酮、缩合单宁、总黄烷醇和总花色苷的合成积累,其中以1200 mg·L^-1 Mn^2+的喷施浓度效果最佳。

响应面法优化宁夏‘赤霞珠’皮渣中原花青素提取工艺

以乙醇作为提取剂,通过添加纤维素酶和果胶酶提取宁夏‘赤霞珠’葡萄皮渣中原花青素,并在单因素的试验基础上采用响应面法研究料液比、复合酶添加量、提取温度和提取时间对原花青素得率的影响,然后建立二次多项式回归模型,分析和预测原花青素的得率。试验所得最佳工艺条件为:乙醇浓度60%,复合酶添加量0.4%,料液比1∶20,pH值4.5,提取温度60℃,提取时间80 min,此条件下宁夏‘赤霞珠’葡萄皮渣原花青素的含量为22.914 mg/g。