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。

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。

山葡萄(Vitisamurensis Rupr)愈伤组织的培养

近年来对植物愈伤组织的培养有大量报导(1)(2)(3)(4)(5)(6)。但对山葡萄(Vitisamurensis Rupr)愈伤组织的培养尚未见报导。本实验目的是利用生长素和激动素诱导山葡萄(Vitisamurensis Rupr)愈伤组织和根的生成,解决北方葡萄栽培过程中快速繁殖嫁接砧木的新途径并讨论山葡萄(Vitisamurensis Rupr)愈伤组织分化能力的主要原因和采取的措施。

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。

碣石山产区不同白葡萄品种性状及葡萄酒风味品质分析

该文通过调查农艺学性状及病虫害分析葡萄品种适应性,结合相应葡萄酒挥发性物质与感官分析(选择合适项目法和定量描述性分析法),探究碣石山产区主栽白色酿酒葡萄品种‘霞多丽’、‘维欧尼’、‘胡桑’、‘阿拉奈尔’和‘小芒森’的酿酒特点。结果表明,5个品种农艺学性状表现良好,仅‘胡桑’抗病性较差,受绿盲蝽侵害较重,需相应防治措施。‘霞多丽’和‘维欧尼’酯类物质的浓度较高,表现为柑橘、柠檬、菠萝、香蕉和核果香气。‘胡桑’萜烯、降异戊二烯和一些酯类物质的浓度较高,表现为甜瓜、哈密瓜、苹果、梨、糖渍水果和花香。‘阿拉奈尔’C6/C9类、萜烯、苯类和内酯类物质的浓度较高,表现为青苹果、植物和花香。‘小芒森’高级醇、脂肪酸和果香硫醇类物质的浓度较高,表现为百香果、西柚、蜂蜜、坚果、矿物、动物皮毛、肉桂和煤油香气。根据《全球葡萄酒中国鉴评体系》,‘小芒森’整体品质得分较高,在碣石山产区可酿造成品质优良的甜型葡萄酒。

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。

艳山姜不同提取物对α-葡萄糖苷酶及DPP-4的抑制活性研究

目的:以α-葡萄糖苷酶和DPP-4作为降血糖研究靶点,筛选出艳山姜对其有抑制作用的活性部位。方法:对艳山姜的根、茎、叶三个部位采用系统溶剂提取法制备不同部位的提取物。测定不同提取物对α-葡萄糖苷酶和DPP-4体外酶活的影响。结果:大部分艳山姜提取部位对α-葡萄糖苷酶表现出抑制作用,半数抑制浓度(IC_(50))值在10μg/mL浓度水平左右,其中,根部的甲醇提取物显示出最大抑制效果,其IC_(50)值可达到0.813μg/mL。艳山姜对DPP-4也有一定抑制作用,大多数提取部位的IC_(50)值在100-500μg/mL之间,其中,茎的乙酸乙酯提取物显示出最大抑制效果,IC_(50)为157.201μg/mL。结论:艳山姜提取物对α-葡萄糖苷酶和DPP-4均有一定的抑制作用,这可能是其具有降糖作用的主要作用机制。可优先考虑从其根的甲醇提取物和茎的乙酸乙酯提取物中分离纯化出具有降血糖活性的先导化合物。

山葡萄核心种质初步构建

采用扩增稳定且谱带清晰的18对SSR引物,对360份山葡萄资源进行遗传多样性分析。用逐级压缩法选择核心种质,比较了样本数不同的5个核心样本群的等位基因数、等位基因频率、有效等位基因数、Nei’s遗传多样性和Shannon’s信息指数等参数,最终选择了79个样本组成的样本群作为核心种质。用DPS软件对初始种质和核心种质群体的有效等位基因数、Nei’s遗传多样性和Shannon’s信息指数分别作t测验,核心种质保留了初始种质21.9%的样品,等位基因数、有效等位基因数、Nei’s遗传多样性、Shannon’s信息指数的保留率分别为94.1%、106.3%、101.9%、102.2%,核心种质能很好地代表初始种质。

山葡萄果单宁含量与酒质的关系

以野生山葡萄83个株系及种内、种间杂交37个组合146个后代株系,共229个株系的浆果为实验材料,用分光光度———比色法测定浆果单宁含量。单宁含量(mg/100ml)总趋势为:野生山葡萄(90.30±0.36)>山葡萄×山葡萄(69.18±0.32)>(山葡萄×欧亚种葡萄)×山葡萄(46.07±0.30)>(山葡萄×欧亚种葡萄)×欧亚种葡萄(34.54±0.23)>山葡萄×欧亚种葡萄(26.02±0.26)。确定了山葡萄种内和种间种杂交育种亲本浆果单宁含量指标,为选育优良酿酒葡萄新品种提供了实验参数,保证了酿造具有独特风格和品质的山葡萄酒的质量。

双优山葡萄叶柄内矿质营养动态变化的研究

对双优山葡萄叶柄内的 7种矿质元素在年生长季节内的变化进行了分析测定。结果表明 :N、K的含量在生长期内呈下降态势 ,N在前期下降迅速 ,K在中后期含量有所回升 ;Mg、P在整个年生长期变化波动不大 ;Ca呈上升态势 ,较其他葡萄品种明显偏高 ;Fe、Zn的含量呈交替变化。各元素都有相对稳定的时期 ,因此 ,在对双优山葡萄叶进行分析时 ,不同矿质元素不宜同一时期取样。各时期双优山葡萄叶柄内N、P、K、Ca、Mg比例大约在 10 0 0∶3 90∶11 4 4∶2 9 13∶5 38,建议双优山葡萄追肥以N、P、K为主 ,适当补施Ca。

山葡萄新品种‘左山二’

我国北方地区,特别是东北地区,冬季气候严寒,葡萄均需下架埋土防寒。已有山葡萄虽很抗寒,但结果系数低,果穗、果粒均小,产量极低,扦插又不易生根。为此,从1974年开展了野生山葡萄的选种工作,以期获得丰产优质、扦插易于成活、抗寒性强的酿酒新品种。 一、选育经过 ‘左山二’是1974年在黑龙江省尚志县苇河镇志成村的野生山葡萄(Vitis amurensisRupr.)资源中,选得的‘74003’单株繁殖而成的无性系。当年11月采集成熟的一年生蔓,1975年繁殖自根苗并定植于优良品系比较鉴定圃。扦插较易生根。自1978年开始,同时进行果实性状、农业生物学特性观察和酿酒试验,至1980年结束观察。1979年定植自根苗100株,结果后进一步观察确认其农业性状和酿酒品质均优。1984年在所内扩繁8.6亩,同年在黑龙江省友谊农场、吉林省通化市园艺研究所等单位进行区域适应性鉴定。1989年3月由吉林省农作物品种审定委员会审定为新品种,定名为‘左山二’。

山葡萄种内和种间杂交F1-F4代果实酸和糖含量的遗传分析

1973 -2005年对我国东北地区山葡萄抗寒的种质资源（品种、品系）进行种内杂交，并与果实高糖低酸、不抗寒的欧亚种酿造葡萄品种进行种间杂交、回交和重复杂交（8种杂交模式），共73个组合，杂种苗成活10 544株。共分离出低酸高糖3 049株，占杂种苗总株数28.9%。8种杂交模式果实总酸含量（低→高）排列顺序是： （山—欧） F2×欧亚种→ （山—欧） F1×欧亚种→山葡萄×欧亚种→ （山—欧） F1× （山—欧） F1→ （山—欧） F2× （山—欧） F2→ （山—欧） F2×山葡萄→ （山—欧） F1×山葡萄→山葡萄×山葡萄。果实糖含量（高→低）排列顺序是： （山—欧） F2×欧亚种→ （山—欧） F1×欧亚种→ （山—欧） F2× （山—欧） F2→ （山—欧） F1× （山—欧） F1→山葡萄×欧亚种→ （山—欧） F1×山葡萄→ （山—欧） F2×山葡萄→山葡萄×山葡萄。遗传规律是：山葡萄种内和种间杂交后代（F1-F4）果实总酸和糖含量性状分离，表现为连续分布，趋向于高酸和低糖亲本，杂交组合中高酸低糖亲本越多，分离出的高酸低糖单株越多，为多基因控制的数量性状遗传。已从（山—欧） F1×山葡萄、 （山—欧） F1× （山—欧） F1和（山—欧） F2× （山—欧） F2杂交模式中选育出酿造干红山葡萄酒新品种‘左优红’、品系94-7-75、94-8-168、98-17-121和酿造冰红酒新品系2002-1-135。

两性花山葡萄新品种——双丰

野生山葡萄(Vitis amurensis Rupr)一般为雌雄异株,选育出性状优良的两性花品种,有益于生产的发展。‘双丰’是‘通化1号’ב双庆’的F1,株系代号‘75-1-143’。1975年杂交,1976年播种,1978年初选。因其主要性状突出,提前繁殖无性系并同时进行植物学与农业生物学特性观察和小型酿酒试验。3年无性系对比观察后在本所扩繁栽植674株,在八五三农场和通化县进行了区域试验,均表现出丰产、浆果含糖量高。

山葡萄种内杂交后代的性状遗传

对山葡萄种内杂交后代抗寒力、花型和果实性状的遗传进行了研究。杂种一代抗寒力未出现分离:雌能花与雄花、雌能花与两性花的比例均接近1:1;果穗重量超亲的植株占30.12％～90.03％;果粒重量大于亲中值,趋向果粒重量大的亲本;果实含糖量趋中,并倾向含糖量低的亲本,超亲植株占10.69％～25.68％。