玛纳斯地区不同树龄赤霞珠葡萄根系分布的研究

【目的】研究新疆昌吉州玛纳斯不同树龄赤霞珠葡萄根系的分布,为确定各个树龄葡萄树所适用的栽培方法提供参考。【方法】以玛纳斯地区树龄1,3,4,6,7,12和13年的赤霞珠葡萄植株为试验材料,采用挖掘法进行调查：以葡萄树干为起点,在距葡萄主干南北侧0~60cm以及距主干东侧0~120cm区域顺行挖深120cm的取样区,将此边长为120cm立方体的取样区再划分为边长30cm的小区域,将每个小区域葡萄根系慢慢抖落除去附着土壤后,对该区域内的根系进行观察、分类和计数。【结果】赤霞珠葡萄根系水平分布范围一般为距主干两侧90cm内,垂直方向分布深度一般为60cm,集中分布土层深度为0~30cm。从根系类型来看,其根系主要以直径〈2mm的吸收根和2mm≤直径〈5mm的侧根为主,5mm≤直径〈10mm的根量较少。从不同树龄来看,4年树龄以下时根系延伸幅度较大,而树龄超过4年后,垂直方向上根系缓慢延伸甚至停止延伸,主要与水分和养分等生长条件有关。【结论】葡萄植株的根系分布情况与土壤质地和树龄有密切关系。

高温胁迫对葡萄幼树生理指标和超显微结构的影响

【目的】研究高温胁迫对葡萄生理指标和超显微结构的影响,探讨葡萄在高温胁迫下的生理响应机制。【方法】以一年生欧亚种‘赤霞珠’和刺葡萄‘君子1号’扦插苗为试验材料,在35℃、40℃和45℃植物培养箱中连续处理48 h,以25℃培养的植株作为对照,检测葡萄叶片的相对电导率、相对含水量、叶绿素总量、抗氧化酶活性、丙二醛(MDA)/超氧阴离子/过氧化氢含量、叶绿素荧光参数和光合参数,并通过扫描电镜和透射电镜对气孔形态和叶绿体结构进行观察。【结果】在35℃和40℃高温处理后,‘赤霞珠’和‘君子1号’的植株形态、相对电导率、相对含水量、叶绿素总量、叶绿素荧光参数均无显著变化,但净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)和气孔导度(Gs)显著降低;在45℃高温处理后,‘赤霞珠’和‘君子1号’号均出现胁迫症状,相对电导率显著增加,相对含水量、叶绿素总量、Fv/Fm、ΦPSⅡ、Pn、Tr和Gs显著降低,且‘君子1号’各参数的变化幅度大于‘赤霞珠’。随着处理温度的升高,葡萄叶片中丙二醛/超氧阴离子/过氧化氢含量、超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)活性不断增加,而过氧化氢酶(CAT)在中度高温胁迫下活性最高,且‘赤霞珠’SOD和CAT活性的增加幅度大于‘君子1号’。扫描电镜观察发现,常温下‘赤霞珠’的气孔密度大于‘君子1号’,在高温处理后葡萄叶片的气孔开张度减小,但气孔大小无显著变化。用透射电镜观察发现,高温处理使叶绿体的体积变大、形状变圆,叶绿体膜解体,出现大量巨型淀粉粒,并在‘君子1号’叶绿体上观察到大量嗜锇颗粒。【结论】‘赤霞珠’的气孔密度大,叶绿体结构稳定,高温处理后SOD和CAT活性大幅增加是其耐热性高的重要原因。

EBR预处理对盐胁迫下葡萄幼苗叶片抗氧化物质及酶活性的影响

以2年生葡萄(Vitis vinifera L.)酿酒品种赤霞珠扦插苗为材料,在水培条件下,分别用0、0.05、0.10和0.20mg/L 24-表油菜素内酯(EBR)预处理幼苗,然后进行50mmol/L NaCl胁迫,分别在胁迫6d和12d测定幼苗叶片中超氧阴离子(O_2~)、丙二醛(MDA)、抗氧化物质含量以及相关酶活性,探讨EBR预处理对葡萄幼苗耐盐性的影响。结果表明:与单独盐胁迫处理相比,不同浓度的EBR预处理使盐胁迫葡萄幼苗叶片O_2~和MDA含量显著降低,同时使其抗氧化物质抗坏血酸(AsA)、脱氢抗坏血酸(DHA)、还原型谷胱甘肽(GSH)和氧化型谷胱甘肽(GSSG)含量以及抗坏血酸过氧化物酶(APX)、谷胱甘肽还原酶(GR)、超氧化物歧化酶(SOD)活性显著升高;其中,0.10mg/L EBR预处理的表现最佳,在盐胁迫12d时,其葡萄叶O_2~和MDA含量比单独盐胁迫处理分别显著降低30.5%和22.0%,其叶片相应AsA和GSH的含量较单独盐胁迫处理分别显著提高82.8%和27.9%,且GR、APX和SOD活性分别显著提高7.2%、8.5%和24.0%。研究发现,在盐胁迫条件下,适宜浓度的外源BRs预处理能够显著降低葡萄叶片中活性氧含量,提高抗氧化物质含量和抗氧化酶活性,以促进AsA-GSH循环的快速有效运转,有效减轻植株的过氧化伤害,缓解盐胁迫对葡萄幼苗的伤害,提高葡萄的耐盐性。

酿酒葡萄赤霞珠避雨栽培研究

[目的]降低雨水对酿酒葡萄生长的影响,提高酿酒葡萄品质。[方法]2011—2012年在赤霞珠葡萄上开展避雨栽培试验,研究避雨栽培对赤霞珠葡萄病害发生与果实品质的影响。[结果]避雨栽培能够有效降低赤霞珠霜霉病、灰霉病等病害的发生;在葡萄生长后期降雨较多的年份,避雨栽培可确保葡萄顺利通过成熟期;在葡萄生长后期降雨较少的年份,避雨栽培赤霞珠果实可溶性固形物、还原糖、有机酸等指标相比露地栽培差异不明显;在同等酿造条件下,避雨栽培赤霞珠酿造的葡萄酒在口感、色泽等方面明显优于露地栽培。[结论]避雨栽培能够有效降低雨水对酿酒葡萄生长的影响。

干旱区赤霞珠葡萄着色期含糖量变化及其数学模型研究

[目的]研究干旱区赤霞珠葡萄(Vitis vinifera L.cv.‘Cabernet Sauvignon’)着色期含糖量的变化规律,并拟合其数学模型。[方法]对干旱区栽培的赤霞珠葡萄,在着色期进行定期多点测定含糖量。[结果]赤霞珠葡萄可溶性固形物含量的增加有2个明显不同的阶段,其中以第1阶段增长最快,可溶性固形物增量占采收时总含糖量的27.1%,日均增糖量为0.32%,为葡萄果实快速增糖期。而且U型架比篱架含糖量增加0.20～1.50个百分点。数学模型验证表明,赤霞珠葡萄含糖量增加的规律符合直线回归方程。[结论]该研究可为确定葡萄适宜的采收期,为酿酒葡萄的优质高效丰产提供理论依据。

川西北干旱河谷地区赤霞珠葡萄果实花色苷的积累

花色苷是葡萄果实主要呈色物质,其积累受环境因素的影响。本研究以川西北干旱河谷地区的赤霞珠葡萄果实为试材,采用高效液相色谱-质谱联用以及荧光实时定量PCR技术分析了果实成熟过程中花色苷的组成与含量及部分关键酶基因的表达。结果表明,从果实完全转色至随后的3或4周内,是花色苷积累的高峰期;酰化和非酰化花色苷的相对比例及甲基化和非甲基化花色苷的相对比例不随成熟进程或年份而变化,但花翠素类与花青素类花色苷的相对比例受年份影响较大,降雨量是最主要的影响因子,它可能通过影响花色苷积累高峰期果实类黄酮代谢中F3'H和F3'5'H基因的表达而影响碳的分支流向。

新疆琐琐葡萄和赤霞珠葡萄的酿酒研究

研究了新疆琐琐葡萄和赤霞珠葡萄在发酵过程中还原糖、总酸、酒精度、色度的变化情况,并通过感官评价和理化指标分析得出:琐琐葡萄和赤霞珠葡萄的酒精发酵过程基本一致,酒精度分别为9.2%vol和9.8%vol,残糖分别为2.5g/L和1.7g/L;琐琐葡萄酒的总酸和色度均低于赤霞珠葡萄酒,总酸分别为4.29g/L和7.67g/L,色度分别为0.498和0.687;琐琐葡萄酒色浅口感柔和,赤霞珠葡萄酒色泽优美、酒体丰满。

根瘤蚜侵染对不同抗性葡萄品种根系超微结构的影响

【目的】探讨不同抗性葡萄品种对葡萄根瘤蚜Daktulosphaira vitifolia Fitch侵染后的组织结构响应。【方法】以砧木140Ru(Vitis rupestris×V.berlandieri)和栽培品种赤霞珠Vitis vinifera cv.Cabernet Sauvignon离体三级根及140Ru盆栽苗为试材接种根瘤蚜卵,接种两周后取刺吸位点组织作超薄切片并观察超微结构变化,取盆栽140Ru不同时期根结测定多酚含量。【结果】超微结构显示,砧木140Ru根系周皮层最外层细胞壁的厚度(1031.25nm)及周皮层细胞层数(6～7层)显著高于赤霞珠品种的周皮层细胞厚度(543.75nm)及层数(3～4层),140Ru根系韧皮部酚类物质含量比赤霞珠高出35%;侵染后,砧木140Ru周皮层细胞第3层以内的细胞壁加厚并积聚大量的多酚类物质,140Ru葡萄新根被根瘤蚜侵染后多酚含量呈升高趋势,在接种20d时是对照的2.4倍;赤霞珠粗根被根瘤蚜侵染后薄壁细胞中细胞质变浓,出现大量淀粉粒,线粒体及内质网数量增多。【结论】砧木140Ru的周皮层组织结构较赤霞珠不利于根瘤蚜口针穿刺,被根瘤蚜侵染后发生了不利于根瘤蚜侵染取食的变化。

半定量RT-PCR法检测赤霞珠葡萄白藜芦醇合酶STS基因的表达

以赤霞珠葡萄(Vitis vinifera L.)为材料,以Actin基因为内参,采用半定量逆转录聚合酶链式反应(RT-PCR)法检测葡萄果实发育过程中白藜芦醇合酶(STS)基因表达量的变化,以期建立适于检测该基因表达的RT-PCR试验体系。结果表明,在退火温度58℃,扩增循环31次的时候,STS基因能够进行较好的扩增。在赤霞珠葡萄浆果发育的过程中,花后20、50 d STS基因表达量较少,在花后80 d表达量增到最大,花后110 d又降低。

硝铵态氮不同配比对葡萄新梢生长和叶片光合特性的影响

【目的】研究硝态氮与铵态氮不同配比对赤霞珠葡萄新梢生长和叶片光合特性的影响,以期为葡萄园合理施用氮肥提供一定的理论依据。【方法】以欧亚种(Vitis vinifera)酿酒葡萄赤霞珠(Cabernet Sauvignon)为供试材料,采用盆栽试验,在根系施用不同配比的硝态氮和铵态氮(NO_3^--N/NH_4^+-N分别为100:0,75:25,50:50和0:100,供氮(N)总量保持一致,均为9.45g/株),分析硝铵态氮不同配比对葡萄新梢生长和叶片光合特性的影响。【结果】与NO_3^--N/NH_4^+-N分别为100:0,0:100处理相比,NO_3^--N/NH_4^+-N分别为75:25,50:50的处理总体上均明显提高了赤霞珠葡萄的新梢长度、节间长度、节间粗度和叶面积平均增长量,增加了叶片中叶绿素、游离氨基酸和可溶性蛋白质的含量。无论是在坐果期还是果实转色期,与NO_3^--N/NH_4^+-N分别为100:0和0:100处理相比,NO_3^--N/NH_4^+-N分别为75:25和50:50的处理使叶片光系统Ⅱ(PSⅡ)的最大光合效率(Fv/Fm)、实际光合效率(ΦPSⅡ)、光化学淬灭(qP)提高,非光化学淬灭(NPQ)降低。NO_3^--N/NH_4^+-N分别为75:25和50:50处理葡萄叶片的净光合速率(P_n)、胞间CO_2浓度(Ci)、气孔导度(Gs)和蒸腾速率(Tr)总体显著高于NO_3^--N/NH_4^+-N分别为100:0和0:100处理。【结论】NO_3^--N与NH_4^+-N配施能促进赤霞珠葡萄新梢和叶片的生长,提高葡萄叶片光合特性,其中NO_3^--N/NH_4^+-N为75:25处理的效果较优。

简易避雨栽培对‘赤霞珠’葡萄果实类黄酮物质表征的影响

【目的】通过对2种不同栽培模式下葡萄果实中类黄酮物质的定性定量分析,探究避雨栽培对类黄酮物质代谢及积累的影响,为避雨栽培措施在酿酒葡萄生产中的应用提供依据。【方法】采用高效液相色谱-质谱(HPLC-MS)技术,分析2012和2013年避雨栽培和露地栽培2种模式下生长的‘赤霞珠’葡萄果实果皮中类黄酮物质的组成及其含量。【结果】与露地栽培相比,避雨栽培没有改变果皮中黄酮醇、黄烷醇和花色苷物质的种类,总体上则促进了黄酮醇类物质,主要是3’4’-取代的槲皮素类物质的积累,并有利于黄酮醇和黄烷醇甲基化比例提高,但对黄烷醇物质总量没有显著影响。2012年避雨栽培的果实中花色苷含量显著高于露地栽培,而在2013年其含量则明显较低。偏最小二乘判别分析表明,避雨栽培对花色苷物质的影响最为显著,其中花翠素香豆酰化-3-O-葡萄糖苷在2个年份的避雨栽培果实中均有显著降低,而甲基花翠素香豆酰化-3-O-葡萄糖苷的含量则明显提高。【结论】避雨栽培有助于缓解气候变化对果皮中花色苷等类黄酮物质积累的显著影响,在一定程度上保持果实类黄酮代谢的相对稳定。

基于转录组分析油菜素内酯对高温胁迫下酿酒葡萄花色苷合成及果实品质的调控机制

【目的】分析高温胁迫下参与油菜素内酯调控葡萄花色苷及果实品质合成的相关基因,探讨油菜素内酯调控果实花色苷及品质合成的机制。【方法】以酿酒葡萄‘赤霞珠’为试材,转色前一周利用红外辐射器模拟高温环境,并全树喷施0.6 mg·L^(-1)的2,4-表油菜素内酯(2,4-Epibrassinolide,EBR),测定花色苷、总糖及相关品质指标,选择转色中期(花后70 d)的果实进行转录组测序,从分子水平阐述EBR对高温胁迫下花色苷合成的影响。【结果】从转色开始,各处理花色苷含量逐渐升高;成熟时,高温组(HT)花色苷总量显著低于对照组(CK),高温油菜素内酯组(HTE)花色苷含量高于HT组。总糖、还原糖、蔗糖变化规律与花色苷相似,HT组含量均在成熟期时低于CK组,成熟期各种糖含量为CK组>HTE组>HT组。分析3种处理下‘赤霞珠’果实基因水平的差异,通过GO和KEGG富集发现了14个与蔗糖和淀粉代谢途经相关的差异基因,其中HT和HTE处理显著上调了10个基因,显著下调了4个基因;苯丙氨酸代谢途径有11个差异基因,其中有7个参与花色苷合成的基因在HT处理中上调,有4个参与木质素合成的基因在HT处理下表达量显著上调,说明高温可能促进了木质素合成,从而降低了花色苷的积累量;内源激素信号转导途径的差异表达基因11个,其中ABA信号转导受体基因PP2C及激酶SnRK2的表达量在高温胁迫下显著提高,其可能与EBR共同参与调控高温胁迫下葡萄花色苷的合成。对部分差异基因的表达模式进行实时荧光定量(qRT-PCR)验证,证实了转录组数据的准确性。【结论】EBR通过改变糖代谢、花色苷合成及内源激素信号转导过程中相关基因的表达模式,缓解了高温胁迫对葡萄花色苷积累的抑制作用,提高了果实品质。

避雨栽培对‘赤霞珠’葡萄绿叶挥发性组分含量的影响

【目的】针对我国东部葡萄酒产区在酿酒葡萄成熟期降雨过多导致香气品质下降的问题,探究避雨栽培对‘赤霞珠’葡萄果实绿叶挥发性组分及其衍生酯类积累的影响,以期为该项措施的应用提供依据。【方法】以2012和2013年采自北京密云地区张裕爱斐堡酒庄葡萄园的‘赤霞珠’(Vitis vinifera‘Cabernet Sauvignon’)果实为试材,采用固相微萃取-气相色谱与质谱联用技术,分析游离态和糖苷结合态香气物质的种类和含量,比较避雨栽培和露地模式下果实成熟过程中绿叶挥发性组分积累规律的异同。【结果】避雨栽培下葡萄果实周围的太阳总辐射和光合有效辐射下降约20%,紫外辐射下降约40%。在2012年避雨栽培的成熟果实可溶性固形物含量明显升高,而在2013年2种栽培模式生产的果实可溶性固形物和可滴定酸含量无显著差异。综合2 a(年)数据,避雨栽培降低了成熟果实有"青草"气味的游离态脂肪醇、反式-2-己烯醛和反式-2-己烯酸的含量,而提高了结合态反式-2-己烯醇、己醇和反式-3-己烯醇等、以及游离态和结合态己醛和己酸的含量。此外,避雨栽培也显著增加果实中有"果香"气味的游离态和结合态酯类化合物含量,如乙酸己酯、辛酸乙酯和顺式-乙酸-3-己烯酯等。相对于2013年,避雨栽培的这些影响在降雨量相对较多的2012年更为显著。【结论】避雨栽培可以减弱葡萄的绿叶气味,提升果实和葡萄酒潜在果香品质,尤其在降雨相对较多的年份,可有效地缓解果实品质的下降。