基于广泛靶向代谢组学的‘品丽珠’葡萄转色中果皮差异代谢物分析

以‘品丽珠’葡萄转色前约4周(S1)、转色前约1周(S2)、转色前期(S3)果皮为试材,通过广泛靶向代谢组学分析葡萄果皮代谢物组分及变化。结果表明,S1果皮的代谢组成分有394种,S2果皮的代谢组成分有401种,S3果皮的代谢组成分有397种,3个取样期果皮中共检测出29类416种代谢物,其中373种为三者共有;转色过程中3个比较组果皮差异代谢物分别为32个(S1 vs S2)、195个(S1 vs S3)和186个(S2 vs S3),其中共有差异代谢物20个。通过KEGG富集分析显示,S1 vs S2差异代谢物主要涉及类黄酮的生物合成、次生代谢物的生物合成、二苯乙烯、二芳基庚酸类和姜酚合成、半胱氨酸和蛋氨酸代谢和异黄酮的生物合成等通路;S1 vs S3差异代谢物主要涉及代谢途径、次生代谢物、花青素和氨基酸的生物合成等通路;S2 vs S3差异代谢物主要涉及代谢途径、异黄酮、花青素和氨基酸的生物合成等通路。

转色期BTH诱抗改变霞多丽葡萄果实理化品质和香气构成

为探讨苯并噻二唑(benzothiazole,BTH)转色期诱抗处理对葡萄果实理化和香气品质的影响,该研究以酿酒葡萄‘霞多丽’为试材,果实转色50%时对植株喷施50 mg/L的诱抗剂BTH,分析比较成熟葡萄果实的理化和香气品质指标。结果表明:与对照相比,转色期BTH诱抗处理可显著增加8.31%的葡萄果皮/浆果比例(P<0.05);极显著增加果实百粒质量、可溶性固形物和还原糖,分别较对照吐温80水溶液处理增加了4.64%、6.67%和8.63%(P<0.01)。但BTH处理会降低总类胡萝卜素、叶绿素和可滴定酸的含量。同时,BTH诱抗减少了果实中游离态C6/C9、芳香族、支链脂肪族和降异戊二烯香气组分的积累,降低比例在16.65%~31.77%之间;BTH促进了游离态直链脂肪族和萜烯类以及结合态C6/C9、直链脂肪族、芳香族、萜烯类和降异戊二烯香气组分在果实中的积累,增加比例在4.22%~60.12%之间。综上可见,转色期BTH诱抗处理可通过增加果皮/浆果比例、可溶性固形物和还原糖含量改善‘霞多丽’葡萄的酿酒特性,同时,BTH处理果实中较高的结合态C6/C9、直链脂肪族、芳香族、萜烯类和降异戊二烯香气组分可为霞多丽葡萄酒的品种香获得提供充分的前体物质。研究结果可为应用BTH提高霞多丽酿酒葡萄品质,获得优良葡萄酒原料提供理论依据和技术支撑。

转色期叶果比对果桑^(13)C同化物分配及果实品质的影响

以果叶兼用桑树品种中桑5801号为试材,在田间调查叶果比的基础上,采用^(13)C同位素标记技术,研究桑果转色期不同叶果比对桑叶光合作用、糖代谢、^(13)C同化物分配和果实品质的影响。结果表明:疏叶后10 d桑果处于盛熟期,适度疏叶提高了叶片叶绿素含量、中部叶位叶片的净光合速率(Pn)和蔗糖含量;疏叶后20 d挂果量骤减,叶片叶绿素含量、Pn和蔗糖含量均大幅度下降。^(13)C同化物输出量比率和果实^(13)C含量随叶果比下降先增加后降低,均以T2处理组(叶果比0.6)最大。除了T1组(叶果比0.4),其余处理组的果实综合品质均较好。研究表明,在桑果转色期适度疏叶使得树冠微环境良好,透光透风,能够有效提高光合同化物向果实的转运效率和转运量,保证良好的果实品质。

葡萄果实膨大生长的动力相关参数研究

以变形度为成熟度主要指标，研究了葡萄浆果转熟前后的生长及与之相关的可溶性固形物积累、果实膨压、果皮弹性系数等参数的变化动态。结果表明，转熟后快速膨大期间果实竞争水分能力提高，昼间也有净增长。膨大生长的发生迟于果实变软与糖分积累。果实膨压仅在转熟初期有一个短暂的高峰，进入快速膨大后即降低，反映膨大生长并不是因为膨压增大而引起的。转熟后糖分加速积累导致渗透势的急剧下降，形成强大的吸水膨大潜力，但这一潜力的实现受制于果皮的机械性，即在果皮发生结构松弛前，压力势相应上升，以致总水势保持相对稳定；只有果皮松弛使压力势下降时，吸水膨大才得以实现。可见糖分积累和果皮松弛均导致总水势下降，促成了果实成熟后强大的吸水膨大动力的生成。

‘西拉’葡萄转色期疏除果穗对果实酚类物质的影响

【目的】探讨山西临汾地区‘西拉’(Syrah)葡萄转色期果穗不同疏除方式对果实酚类物质含量的影响,为酿造优质西拉干红葡萄酒奠定基础。【方法】葡萄转色前保留全部果穗,转色期设置不疏除果穗(C1)、疏除25%果穗(C2)和疏除50%果穗(C3)3种果穗疏除处理,在葡萄成熟过程监控不同处理果实的成熟度,采收后测定果实总酚、单宁、总花色苷、单体花色苷和单体酚类物质含量,分析果穗疏除处理对果实酚类物质的影响。【结果】与C1相比,C2、C3处理提高了葡萄还原糖含量,降低了总酸含量;采收期各处理葡萄果实的总酚含量存在显著差异,总酚含量排序为C1(39.61mg/g)<C2(42.52mg/g)<C3(48.95mg/g);C3处理葡萄果实的单宁含量(21.44mg/g)与C1(21.91mg/g)相比无显著差异,但均显著低于C2(23.46mg/g);各处理果实的总花色苷含量差异显著,含量排序为C1(12.80mg/g)<C2(13.64mg/g)<C3(14.62mg/g);C2、C3处理果实的单体花色苷总量较C1分别提高44.20%和61.94%,其中乙酰化花色苷分别提高42.85%和56.03%;C2、C3处理果实的单体酚类物质总量较C1分别提高7.49%和2.39%,其中黄酮醇类物质分别提高7.03%和4.84%,C2的黄烷醇类物质较C1提高11.55%,而C3的黄烷醇类物质较C1下降了18.83%。【结论】转色期疏除25%的果穗能有效提高‘西拉’葡萄果实的酚类物质含量,疏除50%果穗对单宁含量有降低作用。

葡萄果实始熟机理的研究——缓慢生长期外施激素和环剥的效应

在巨峰葡萄果实缓慢生长期对果实外施激素和对枝条环剥处理，结果表明，外源ＡＢＡ单独处理、果穗下方环剥与外源ＩＡＡ或ＡＢＡ联合处理均使始熟期提前到来；外源ＩＡＡ（３００ｍｇ／Ｌ）处理并没有推迟果实的始熟期，而外源ＧＡ３处理则使始熟延迟。分析各种处理果实的内源激素变化后认为，虽然果肉ＡＢＡ浓度的升高并不总与始熟期相一致，但ＡＢＡ做为始熟启动信息几乎是可以肯定的。ＩＡＡ浓度在始熟期毫无例外地下降到低谷，说明ＩＡＡ数量的减少也是始熟的必要条件之一。ＧＡ３处理在延迟始熟的同时减缓了ＩＡＡ的下降而并未影响ＡＢＡ的变化。果穗上下方环剥试验表明果实中启动成熟的ＡＢＡ可以不来源于叶片。

转色初期喷施BTH对‘红地球’葡萄着色和果实品质的影响

【目的】研究植物诱抗剂BTH对葡萄果实花色素苷生物合成、着色和品质的影响。【方法】以‘红地球’葡萄植株为试材,在葡萄果实转色初期对果穗喷施30~120 mg·L-1的BTH溶液,定期采样测定葡萄果实的形态、色度、花色素苷和糖酸累积等品质特征的变化。【结果】BTH处理‘红地球’葡萄果实的颜色指数CIRG和总花色素苷含量均得到显著提高,处理效果依次为60 mg·L-1>120 mg·L-1>30 mg·L-1;参与花色素苷生物合成的PAL、CHS1、CHS2、CHI1、CHI2、F3’H、F3H1、F3H2、DFR、LDOX、UFGT-2和Vvmyby A1等基因和转录因子的相对表达量显著提高,表明BTH诱导葡萄花色素苷含量的增加与花色素苷生物合成途径相关基因的上调表达有关;F3’5’H基因显著下调表达,且花色素苷单体主要以F3’H支路产物矢车菊素-3-O-葡萄糖苷(Cy)和芍药素-3-O-葡萄糖苷(Pn)为主,F3’5’H支路产物锦葵素-3-O-葡萄糖苷(Mv)、矮牵牛素-3-O-葡萄糖苷(Pt)和飞燕草素-3-O-葡萄糖苷(Dp)含量极少,据此推测BTH处理‘红地球’葡萄可能主要通过F3’H支路合成花色素苷。BTH处理使葡萄果实中可溶性固形物含量显著提高,可滴定酸含量显著下降,固酸比(SSC/TA)显著提高;60 mg·L-1BTH处理还对提高葡萄果实的可溶性总糖含量有显著效果;除120mg·L-1BTH处理导致葡萄果实横径变小外,其他浓度处理对葡萄果实形态均无显著影响。【结论】‘红地球’葡萄转色初期喷施一定浓度的BTH溶液可显著促进避雨栽培条件下葡萄的着色和转熟,并提高果实品质,且以60 mg·L-1BTH处理效果最好。

葡萄转色初期干旱胁迫促进果实着色的研究

以设施栽培夏黑葡萄为材料,在转色初期进行干旱胁迫处理,以正常灌溉为对照,研究了干旱胁迫在该时期对葡萄果皮着色的影响。结果表明:在葡萄转色初期干旱胁迫可导致果皮中MDA含量升高及抗氧化酶类活性升高,有利于葡萄还原糖积累及可滴定酸降低,尤其在50着色阶段,此外该时期的干旱胁迫促进了果皮中总酚、类黄酮及花青素积累。研究认为,葡萄转色初期干旱胁迫可以调节果实的生长发育,促进果实着色。

山葡萄(双丰)转色期果皮cDNA文库构建和分析

为了研究山葡萄不同成熟期基因表达的规律,从而筛选抗病、抗虫和高产的优质基因,以转色期(50%着色)山葡萄果皮为材料,采用Clontech公司的cDNA文库构建试剂盒以pDNR-LIB为载体,采用电穿孔法将重组质粒转化到DH5α中,构建了山葡萄果皮cDNA文库。文库插入片段大小为0.5～2.0 kb,平均约为0.80 kb。随机挑取1 009个克隆进行测序,共拼接出710个Unigenes,其中包括97个重叠群(Contigs),613个单拷贝(Singlets)。经BlastX分析共获得已知功能和未知功能基因528个,无序列相似新基因182个。文库中涉及了花色苷合成途径和抗病防御的相关基因,如谷胱甘肽-S-转移酶、锌指蛋白、查尔酮合成酶和花青素3-O-葡萄糖苷转移酶等,可见这些基因在转色期时表达比较活跃。

BTH不同处理方式对‘红地球’葡萄果实品质的影响

为明确植物诱抗剂BTH不同处理方式对葡萄果实品质的影响。以避雨栽培条件下的‘红地球’葡萄为试验材料,在葡萄转色初期进行不同浓度(30mg/L,60mg/L和120mg/L)的BTH喷穗处理(FO)和全树喷施(FT)处理,研究BTH不同浓度和处理方式对‘红地球’葡萄的果实形态指标(纵径、横径和单果重),颜色指标(L~*,a~*、b~*、C和h°,CIRG),可溶性总糖含量、可溶性固形物含量、可滴定酸含量、固酸比、pH值、总酚和类黄酮含量的影响。试验结果表明,BTH各种处理方式均可显著提高葡萄果面的颜色指数CIRG(18.30%~41.91%),总花色素苷(21.21%~117.42%)、总酚(43%~64%)和类黄酮(7.75%~26.36%)含量。将单果重、果形指数、可溶性固形物、可溶性总糖、可滴定酸、固酸比、总花色素苷、CIRG、总酚和类黄酮等10个指标作为综合评价指标,采用隶属函数值法对BTH各种处理后的葡萄果实品质进行了综合评价,结果显示‘红地球’葡萄在果实转色初期不同浓度BTH两种喷施方式(FO或FT)均可提高‘红地球’葡萄果实的综合品质,打分排序结果为FO-60>FO-120>FO-30>FT-30>FT-60>FT-120>CK,果穗喷施(FO)处理的整体效果要好于全树喷施(FT)处理,以60mg/L BTH果穗喷施(FO)处理效果最好。

晚红葡萄着色期光合产物^(14)C的分配规律

为能更好地了解着色期光合产物的分配规律,提高晚红葡萄果实品质和产量,以露地栽培的2年生晚红葡萄为试材,采用田间饲喂14C的方法,饲喂果枝上不同节位的叶片以及环割处理,对果枝上各节位叶片光合产物14C输出分配进行了研究。研究表明,叶片的相对位置影响同化产物向果实的运输和分配,果穗同侧叶片是果实着色期主要源叶,而异侧叶片尤其是果穗上部的叶片光合产物39%以上分配到所在枝条以下的枝蔓上,且分配率与器官的重量有关。环割处理后,消除叶片相对位置对果实及其他器官光合产物分配的影响。提高果实品质和产量可以通过增加果枝上叶片数量和环割处理实现。

葡萄转熟研究的回顾与思考

回顾了葡萄转熟研究在呼吸代谢、水分生理、调控生理等方面的进展和主要成果，分析了国内外的研究现状，讨论了转熟研究面临的问题和发展趋势。

不同负载量下摘叶对‘美乐’葡萄果实着色的影响

为探究河西走廊酿酒葡萄果实着色与产量的关系,以5年生‘美乐’为试材,在不同产量水平下,于果实转色初期和中期进行摘叶处理。结果表明,摘叶处理总体提高果实的穗质量和可溶性固形物,降低可滴定酸含量。转色中期摘叶处理,300、500 kg·667m^(-2)产量水平下,显著提高果实的色泽指标L^(*)、C^(*)和b^(*);500、800 kg·667m^(-2)产量水平下,提高果面的a*。转色初期和中期摘叶均显著提高果面的颜色指数(CIRG)。综合分析,800 kg·667m^(-2)产量水平下摘叶处理对‘美乐’果实的品质和色泽指数影响较为明显,在转色中期摘叶处理能有效改善‘美乐’葡萄的着色不良问题。

不同品种染色葡萄转色期花色苷积累的差异性研究

该研究探究了三个染色葡萄品种烟73、Kolor和Tintorera在转色期其果皮和果肉中花色苷积累的差异。通过利用高效液相色谱-离子阱质谱联用仪(HPLC-ITMS)对花色苷的检测发现,各染色葡萄品种花色苷含量和比例存在组织特异性。果皮和果肉中含量最高的花色苷分别为二甲花翠素-3-O-葡萄糖苷和甲基花青素-3-O-葡糖苷,果皮和果肉中所占比例最高的花色苷分别为3',4',5'-羟基取代花色苷和3',4'-羟基取代花色苷。此外,基于各类花色苷的含量主成分分析(PCA)也能明显区分三个品种的果皮和果肉。就不同品种而言,烟73和Tintorera花色苷组成相似,而与Kolor存在明显差异(P<0.05)。该研究为探究染色葡萄不同组织中花色苷的合成机理提供了基础,并且为染色葡萄在葡萄酒调色中的应用提供了理论依据。

福建地区葡萄转色期常见问题与解决措施

总结分析福建地区葡萄转色期常见的果实裂果、转色不良、病虫鸟类为害等问题,从适宜品种选择、水肥平衡调控、合理负载、通风透光及病虫害防控等多方面提出应对措施,为生产栽培提供参考。

软熟期不同水分处理对阳光玫瑰葡萄叶片光合特性和果实品质性状的影响

【目的】湖南地区根域限制栽培条件下,在软熟期(花后60~110 d)通过设置不同程度土壤含水量处理,确定阳光玫瑰葡萄软熟期最适宜的土壤含水量范围。【方法】对阳光玫瑰进行不同程度[T1(土壤含水量为田间持水率的75%~85%)、T2(土壤含水量为田间持水率的65%~<75%)、T3(土壤含水量为田间持水率的55%~<65%)和T4(土壤含水量为田间持水率的45%~<55%)]的水分处理,测定其叶片光合特性和果实品质性状指标。【结果】成熟时(花后110 d)各处理果实可溶性固形物含量与果皮色差值a*(红绿色)之间呈极显著线性关系;T2处理使成熟后果实可溶性固形物含量显著提高8.0%,果实可滴定酸含量显著降低9.1%,固酸比显著提升18.8%,果皮厚度显著降低25.6%,果实硬度显著增加14.59%,丙二醛含量显著增加15.35%;各项光合参数(Pn、Tr、Gs和Ci)大多表现为T1、T2>T3、T4;在处理后15 d内,水分利用率T4>T3>T2>T1,15 d以后,水分利用率T1>T4>T3>T2。【结论】湖南地区根域限制条件下,在软熟期进行T2处理,即不影响光合特性又能改善成熟后果实品质性状,因此在阳光玫瑰软熟期土壤含水量为田间持水率的65%~<75%最为适宜。

‘西拉’葡萄果实发育过程中糖代谢相关基因的表达分析

为了分析‘西拉’(Syrah)葡萄果实转色期至成熟期的发育过程中可溶性糖的积累与糖代谢相关基因表达量的关系,以山西临汾地区‘西拉’葡萄5个发育时期的果实为试材,测定葡萄果实发育过程中还原糖、总酸以及葡萄果皮酚类物质的质量分数,并利用实时荧光定量RT-PCR的方法,分析果实发育过程中蔗糖转运蛋白、单糖转运蛋白以及糖代谢相关酶(蔗糖合酶、蔗糖磷酸合酶和转化酶)等15个基因的表达量以及可溶性糖(葡萄糖和果糖)质量分数的变化趋势。结果表明:葡萄糖、果糖质量分数随着果实发育逐渐增加,己糖转运蛋白合成基因VvHT1表达量呈逐渐下降的趋势,在果实发育的后期下降较快;VvHT2和VvHT5表达量呈逐渐上升的趋势;VvHT3和VvMSA的表达量呈“降-升-降”的趋势,两者的表达量均在花后71 d最高。蔗糖运输蛋白(VvSUC11,VvSUC12,VvSUC27)合成基因的表达模式在发育过程中存在差异,VvSUC11和VvSUC12表达水平上调,VvSUC27呈下调的表达趋势。蔗糖转运蛋白、转化酶和单糖转运蛋白等的协同表达促进‘西拉’葡萄果实中可溶性糖的积累,在‘西拉’葡萄果实发育过程中发挥着重要的作用。

影响胶东半岛酿酒葡萄着色的气象因素分析

为了探索影响酿酒葡萄着色的气象因素,以胶东半岛16个酿酒葡萄主产县市2016年及2017年7、8、9月的气象资料为素材,重点分析了葡萄转色、成熟期的日照时数、阴天数及降雨量等情况,以期找出2017年酿酒葡萄着色不良的主导原因。结果表明:2017年与2016年相比葡萄着色不佳与转色期的日照时数降低、连阴天增加有一定关联,3个月中以7月各县市日照时数下降幅度最大,相比2016年同期平均下降56.6h,其中招远和龙口锐减达90 h,同比减少均达35%,且以处于转色期的7月下旬降幅最大,减少均超过50 h,8月依然延续了寡照趋势,9月光照明显改善甚至优于2016年同期。2017年连阴天峰值由往年的8月提前到7月,平均达11.8d,较2016年同期增加4.2 d。2017年夏季除了蓬莱、高密及乳山降雨量增加较少外,其他县市7月或8月降雨量均极大超过2016年同期,其中招远、莱阳、牟平7、8月连续降雨,超过2016年同期最高达4.5倍。相反,胶东半岛超过35℃的高温天数较少且集中于7月,而9月日较差≥10℃的天数7个县市多于2016年同期,且内陆县市多于沿海县市。综合判断2017年7、8月光照不足、连阴天增加及降雨量大,有可能是影响当年酿酒葡萄普遍着色不良的主导因素。配合其他因素进一步进行生态因素的研究有助于为酿酒葡萄栽培技术改良提供依据。

转色期叶面氮素调控对酿酒葡萄‘赤霞珠’品质的影响

宁夏贺兰山东麓现阶段水肥一体轻简化栽培模式下酿酒葡萄对氮素营养需求发生了巨大变化,如果继续沿用传统氮肥施用方式可能会引发酿酒葡萄成熟过快、浆果内含物累计不足、果皮中酵母可同化氮偏低等问题。以喷清水为对照,在酿酒葡萄转色期内叶面喷施硫酸铵、硝酸铵钙、尿素、苯丙氨酸及谷氨酸5种水溶性氮源,研究不同氮源对酿酒葡萄‘赤霞珠’品质的影响。结果表明:转色期叶面氮素调控的葡萄浆果可溶性固形物以硫酸铵处理最佳,高达29.21%;花色苷在尿素处理下含量高达2.28mg/g,较其余氮素处理提高16.33%~55.10%;单宁含量以苯丙氨酸处理最佳,高达19.88 mg/g;总酚含量在苯丙氨酸处理下高达19.56 mg/g,较其余氮素处理提高8.91%~27.34%。综合分析得出,转色期叶面喷施苯丙氨酸和尿素两种氮源均可改善酿酒葡萄生长发育,提升浆果品质。

转色期葡萄果肉代谢组变化对土壤水分的响应

【目的】探究红地球葡萄延迟栽培模式下,增加土壤水分对转色期葡萄果肉代谢组特征的影响。【方法】以延迟栽培的红地球葡萄为试材,在葡萄转色前20d左右,利用自动灌溉系统控制土壤体积含水率分别达到0.15m^3/m^3(低水分)、0.18m^3/m^3(中水分)和0.24m^3/m^3(高水分),并维持到试验结束。当低水分处理果实进入转色时采样,并采用液质联用(LC-MS)技术分析比较不同水分处理下果肉非靶向代谢组学差异。【结果】随着土壤供水量降低,果实可溶性固形物量增加。代谢组数据显示,与高水分处理相比,低水分处理的果肉中出现27个差异代谢物(POS),其中鸢尾苷、乙酰丙酸等11种代谢物的FC值(差异倍数,FoldChange)上调,丁醛类等16种代谢物物FC值下调,是果实成熟度高的特征;中水分和高水分处理相比,葡萄果肉有13种差异代谢物上调,20种下调,其中甲酮和白藜芦醇二聚体(下调)的FC值较小;与高水分相比,低水分和中水分处理富集到的代谢途径中有8条相同,且代谢途径中主要的差异代谢物均指向丙酮酸。【结论】高的土壤含水率明显延缓果实的成熟进程,包括可溶性固形物降低,与色素积累、香气、细胞壁结构等相关的代谢产物明显降低;丙酮酸是葡萄转色期最活跃的代谢物。