赤霞珠葡萄果实苹果酸生物合成关键转录因子的筛选与鉴定

该研究以宁夏贺兰山东麓酿酒葡萄种植区栽培面积最大的‘赤霞珠’为材料,在前期完成从果实形成至成熟不同发育时期的转录组测序以及关键有机酸含量测定基础上,进一步通过转录因子结合位点预测、差异表达基因分析、加权基因共表达网络关联分析(WGCNA),逐步筛选出与‘赤霞珠’果实苹果酸生物合成相关功能基因特异结合的、影响苹果酸生物合成的相应转录因子,并对其进行qRT PCR验证,以揭示这些关键功能基因及其关键转录因子在葡萄不同种植区、果实不同发育时期存在的相互调控作用机制,为以后培育优质酿酒葡萄提供新的理论依据与思路。结果表明：(1)GC/MS分析发现, ‘赤霞珠’果实在4个发育时期的延胡索酸和苹果酸含量变化趋势基本一致,两种酸含量均从果实硬果期到绿果期逐步升至最高(3.63和626.53 μg/g),之后缓慢下降,经转色期到成熟期后逐渐降至最低(2.14和244.26 μg/g),而草酰乙酸的变化趋势却相反,在硬果期含量最高(315.54 μg/g),经绿果期、转色期到成熟期逐渐降至最低值(126.11 μg/g)。(2)‘赤霞珠’果实发育时期样本转录组测序共获得可能与苹果酸生物合成途径12种功能基因结合的转录因子6 411个,其中延胡索酸水化酶(FH)的3个功能基因有86个转录因子,苹果酸脱氢酶(MDH)的10个功能基因有717个转录因子。(3)转录组测序数据及其与有机酸含量WGCNA关联结果的Veen分析确定了‘赤霞珠’果实成熟过程中与苹果酸生物合成相关度最高的3个FH基因(VIT_14s0060g01700、VIT_13s0019g03330、VIT_07s0005g00880)、2个MDH基因(VIT_10s0003g01000、VIT_13s0019g05250)及相应的18个关键转录因子。(4)qRT PCR验证及相关性分析表明, FH基因VIT_13s0019g03330与其转录因子VIT_01s0011g06200、VIT_08s0056g01230以及MDH基因VIT_13s0019g05250与其转录因子VIT_06s0004g04960、VIT_10s0003g02070的表达水平与苹果酸的积累存在显著正相关关系,推测这4个关键转录因子可能通过调控功能基因的转录,综合影响‘赤霞珠’果实苹果酸的生物合成。     

河西走廊不同产地‘赤霞珠’酿酒葡萄果实品质评价

为了确定河西走廊地区‘赤霞珠’酿酒葡萄核心品质指标,建立‘赤霞珠’酿酒葡萄品质综合评价模型。从张掖、武威、嘉峪关3个酿酒葡萄主产市的代表性果园采集6份‘赤霞珠’葡萄样品进行品质测定,通过主成分分析和聚类分析法确定‘赤霞珠’葡萄核心品质指标,运用层次分析法确定指标权重并建立‘赤霞珠’葡萄品质综合评价模型。结果表明:(1)不同产地‘赤霞珠’酿酒葡萄品质指标存在明显差异性,张掖市国风葡萄酒庄园的‘赤霞珠’葡萄果糖、蔗糖、草酸、柠檬酸含量均高于其他地区,且可溶性固形物、可溶性糖、总酚、苹果酸含量在各产地中也均保持在最高水平。(2)相关性分析发现,葡萄果实葡萄糖含量与可溶性固形物含量、果糖与可溶性糖含量之间呈极显著正相关,固酸比和糖酸比均与可滴定酸含量呈极显著负相关关系。(3)综合主成分分析、聚类分析和相关性分析结果,确定维生素C(Vc)、单宁、果糖和固酸比是‘赤霞珠’葡萄核心品质指标,应用层次分析法建立了‘赤霞珠’葡萄品质综合评价模型为Y=0.0960×Vc含量+0.1611×单宁含量+0.2771×果糖含量+0.4568×固酸比(各指标含量均经过标准化处理)。研究发现,河西走廊地区‘赤霞珠’葡萄果实品质最佳产地是张掖市,果实Vc、单宁、果糖和固酸比是‘赤霞珠’葡萄的核心品质指标,以其建立的评价模型可用于‘赤霞珠’葡萄品质的综合评价。     

遮阳网对酿酒葡萄果实及葡萄酒品质的影响

遮阳网可以通过调节微气候来影响果树的生长和果实的发育。该试验以酿酒葡萄‘赤霞珠’和‘西拉’为材料,于2015年在新疆和硕进行遮阳网试验,处理时间为转色期(8月5日)至采收前12d(9月5日),探究遮阳网对酿酒葡萄果实和相应葡萄酒相关品质指标的影响。结果表明:(1)遮阳网显著降低了日均温度、光照强度和光合有效辐射,增加了日均湿度,有效改善了葡萄生长的微气候。(2)与露地相比,遮网处理使葡萄果实的横径、纵径和单果重都有所增加;能够显著抑制葡萄果实糖分的过快积累和有机酸的快速降解,进而降低葡萄酒酒精度;能够显著提高葡萄果实和葡萄酒中总酚和总单宁含量,并显著降低总花色苷和总类黄酮含量。(3)采用HPLC法在葡萄和葡萄酒中共检测出9种单体花色苷,在‘赤霞珠’果实中除花青素-3-葡萄糖苷外,其余8种单体花色苷的含量都是露地对照高于遮阳网处理,在‘西拉’果实中除二甲花翠素-3-香豆酰化葡萄糖苷外,其余8种单体花色苷也是露地对照高于遮阳网处理。研究结果为解决炎热产区生产中葡萄成熟过快、葡萄酒酒精度过高等问题以及提高酿酒葡萄和葡萄酒品质具有一定的实际指导意义。     

不同发育时期及外源处理后赤霞珠葡萄脂氧合酶活性及脂肪酸含量变化

以酿酒葡萄品种赤霞珠为试材,研究了果实发育时期、机械创伤处理与外源茉莉酸甲酯处理对葡萄果皮中脂肪酸组分、含量及LOX活性的变化。结果表明:(1)葡萄果皮的LOX活性在花后12周达到最大值;花后15周对果实进行创伤处理,处理3h后LOX活性达到最高点;花后17周对果实进行MeJA处理,处理后24hLOX活性达到最大值。(2)葡萄果皮脂肪酸组分中,饱和脂肪酸以棕榈酸和硬脂酸为主,而不饱和脂肪酸以亚油酸和亚麻酸为主。(3)葡萄果实脂肪酸含量随葡萄发育先增加后下降,花后15周创伤处理后的葡萄脂肪酸含量波动较大,花后17周茉莉酸甲酯处理后24h葡萄脂肪酸含量显著升高。     

ABA信号通路对葡萄果皮花青苷生物合成的调控机制研究

以‘红巴拉多’葡萄为试验材料,在转色前期(约花后6周)用300 mg/L的ABA对果穗进行处理,以清水处理为对照;测定不同发育时期葡萄果实的单果重、可滴定酸、可溶性固性物等生理指标,同时测定果皮中总花青苷及ABA含量;检测不同发育时期果皮中ABA信号通路和花青苷生物合成相关基因表达量,克隆6个与花青苷生物合成相关基因的启动子,并预测启动子中的顺式作用元件,在转录调控水平上探讨ABA信号通路对葡萄果皮花青苷生物合成的调控作用。结果表明:(1)ABA处理的葡萄果实可溶性固形物含量明显提高、可滴定酸含量下降。(2)ABA处理显著提高了‘红巴拉多’葡萄果皮的着色水平以及总花青苷和ABA含量。(3)ABA处理后,9个ABA信号通路基因以及6个花青苷生物合成相关基因表达水平明显提高。(4)6个花青苷生物合成相关基因的启动子序列中均含有多个与ABA响应相关的ABRE作用元件。研究发现,9个ABA信号通路基因可能在葡萄果皮着色中发挥着重要作用,其中2个VvABFs转录因子可能直接作用于含有ABRE元件的花青苷生物合成相关基因的启动子序列,推测可通过调控这些基因的转录水平来调控葡萄果皮花青苷的积累。     

巴西蕉和粉蕉果实有机酸组分及其含量变化特征

有机酸是影响香蕉果实风味的主要物质之一。本研究以不同基因型的巴西蕉(AAA)和粉蕉(AAB)果实为试材,利用高效液相色谱法(high performance liquid chromatography,HPLC)测定了不同发育及成熟时期果实中有机酸组分及其含量变化,结果表明,巴西蕉和粉蕉果实中均检测出8种相同的有机酸组分,此外巴西蕉中还检测到了酒石酸,而粉蕉中未检出。随着果实发育,巴西蕉总有机酸含量呈现"先降-后升-再降"的变化趋势,而粉蕉呈现逐渐上升的趋势。巴西蕉和粉蕉可食期果实各有机酸组分含量及其构成比例也存在明显差异。巴西蕉以积累奎尼酸、苹果酸和富马酸为主,三者占总有机酸的比例分别为23.84%、18.71%和17.09%;粉蕉以柠檬酸、奎尼酸和苹果酸为主,分别占总有机酸的34.10%、27.27%和16.75%。这一结果为深入研究香蕉果实风味形成以及有机酸代谢途径等提供了参考。     

不同梨品种果实有机酸含量变化与相关酶活性的研究

以梨品种‘鸭梨’、‘茌梨’和‘八里香’为试材,对不同品种果实有机酸积累及相关酶活性随发育的动态变化特征进行分析比较,探讨果实有机酸含量与相关酶活性的关系。结果表明:(1)梨果实发育过程中有机酸含量呈逐渐下降趋势,果实成熟时的总有机酸含量以‘茌梨’最高,‘鸭梨’次之,‘八里香’最低,且3品种间总酸含量差异显著。(2)果实发育后期,‘鸭梨’、‘茌梨’和‘八里香’的柠檬酸含量几乎相同,而苹果酸的含量差异显著,说明苹果酸是引起品种间总酸含量差异的主要因素。(3)在苹果酸代谢中,不同品种间NADP-ME酶活性在果实发育后期差异显著,而NAD-MDH和PEPC酶活性无显著差异,表明NADP-ME酶是引起‘鸭梨’、‘茌梨’和‘八里香’成熟果实苹果酸含量差异的主要原因。(4)不同品种的柠檬酸代谢酶CS、Cyt-ACO、Mit-ACO和NAD-IDH的活性变化趋势一致,且成熟时无显著差异,表明它们不是引起梨果实酸含量差异的主要原因。(5)梨果实发育过程中有机酸含量与相关代谢酶活性的相关性分析表明,苹果酸和柠檬酸代谢酶共同影响梨果实的酸含量水平。     

八个贵州地方桃品种果实甜酸风味品质分析

为了评价贵州地方桃品种果实的甜酸风味品质,以主栽桃品种‘燕红’作对照,采用高效液相色谱法测定了贵州8个地方桃品种的果肉糖酸组分及含量。结果表明:(1)8个地方桃品种果肉中糖主要由蔗糖、葡萄糖、果糖和山梨醇组成,其中蔗糖的平均含量最高(55.62 mg/g),约占总糖的71.30%,但变异系数仅为17.92%;8个地方桃品种中,‘米桃’的葡萄糖与果糖含量差异较大,其果糖/葡萄糖的比值为1.21,而其它7个品种的葡萄糖与果糖含量相近。(2)8个地方桃品种果肉中有机酸主要由苹果酸、柠檬酸、奎宁酸和莽草酸组成,其中苹果酸含量最高,约占总酸的60.61%,但在‘白花桃’果实中有机酸含量以奎宁酸为主。(3)对8个地方桃品种果实的糖酸组分进行主成分分析发现,苹果酸含量和山梨醇含量的载荷系数分别为0.910和0.897,说明它们是影响果实甜酸风味的主导因素,且对改善果实的甜酸风味品质具有重要作用。8个贵州地方桃果实的甜酸风味分别为:‘黄腊桃’为甜,‘血桃’、‘青桃’、‘镇远桃’、‘红枫桃’为酸甜,‘白花桃’、‘西桃’和‘米桃’为酸。     

调控葡萄酒石酸生物合成VvbHLH79基因克隆及表达分析

【目的】葡萄是典型的酒石酸积累型果实,酒石酸不仅影响葡萄果实的味道,还决定葡萄酒的色泽、口感、微生物稳定性和陈酿潜力,但调控酒石酸生物合成的转录因子及机制尚不明确。【方法】bHLH转录因子参与调控植物的生长发育、次生代谢和抗逆性等多种生物学过程,课题组前期筛选到1条与酒石酸生物合成相关的bHLH转录因子。研究以酿酒葡萄‘琼瑶浆’、‘马瑟兰’为试验材料,采用PCR方法从中克隆到与酒石酸含量相关的VvbHLH79转录因子,对其进行生物信息学和亚细胞定位分析;利用HPLC和qRT-PCR技术测定葡萄果实在不同发育时期的酒石酸含量和VvbHLH79的表达量;并构建植物表达载体,使用农杆菌介导的果梗侵染法瞬时转化葡萄幼果果实之后检测VvbHLH79的表达量和酒石酸含量,以明确VvbHLH79基因在葡萄果实中对酒石酸含量的作用,为进一步探究VvbHLH79在调控葡萄酒石酸生物合成的分子机制奠定基础。【结果】结果表明：（1）通过RNA-seq测序筛选获得1个葡萄VvbHLH79基因,该基因CDS序列全长831 bp,编码277个氨基酸,相对分子量为66.22kD,理论等电点为5.15,属于无信号肽和跨膜结构的不稳定亲水性蛋白;氨基酸序列第147-232位含有bHLH-SF保守结构域,属于bHLH转录因子家族;亚细胞定位在细胞核。（2）同源序列比对和系统进化树结果显示,葡萄VvbHLH79编码蛋白与河岸葡萄中的bHLH89编码的蛋白（登录号：XP_034699340.1）序列一致性最高,达到99.64%。（3）qRT-PCR分析表明,VvbHLH79随着‘琼瑶浆’果实的发育,相对表达量在降低,从座果期到成熟期降低了67.25%左右;HPLC测定结果显示,酒石酸的积累主要在葡萄果实转色之前,转色之后酒石酸含量就快速下降。（4）VvbHLH79在低酒石酸葡萄果实中瞬时过表达后使酒石酸含量显著升高,而将VvbHLH79在高酒石酸葡萄果实中沉默后酒石酸含量显著下降,证实了VvbHLH79基因正向调控酒石酸含量。【结论】研究推测,VvbHLH79转录因子可能在葡萄酒石酸生物合成通路中发挥作用。     

葡萄‘霞多丽’果实中黄烷-3-醇合成酶活性及其相关基因表达北大核心CSCD

为探究酿酒葡萄果实中黄烷-3-醇积累规律与合成相关酶、关键基因表达的关系,该研究以贺兰山东麓主栽酿酒白葡萄品种‘霞多丽’为材料,采用比色法、高效液相色谱(HPLC)和荧光定量PCR技术,分析葡萄果实发育过程中黄烷-3-醇单体物质的积累规律及其生物合成过程中相关酶活性、相关基因表达模式的变化。结果表明:(1)在‘霞多丽’果实整个发育期,黄烷-3-醇主要单体物质没食子儿茶素(GC)、表儿茶素没食子酸酯(ECG)含量远高于儿茶素(CAT)、表儿茶素(EC)含量,且ECG、EC含量均随果实发育期进程呈先升后降变化趋势,并于花后50 d(7月13日)达最大值,分别为47.69和42.73 mg/g,而GC、CAT的含量则呈先降低后升高,后随果实成熟逐渐降低的变化趋势。(2)葡萄果实中黄烷-3-醇生物合成相关酶PAL和ANS活性随果实发育期进程呈先升高后降低的变化趋势,F3H、F3′H、CHI活性均在花后20 d(6月13)出现峰值,而后活性迅速降低,而DFR活性呈先升高后降低,并于花后50 d(7月13)再次升高,后随果实成熟逐渐降低。(3)黄烷-3-醇生物合成相关结构基因PAL、ANS的表达水平随果实发育期进程呈先上调后下调的趋势,与ECG、EC含量变化趋势一致,F3′H、F3H、CHI的表达水平却呈先下调后上调的趋势,DFR的表达水平先上调而后下调,并随果实成熟再次上调。(4)相关性分析表明,F3H、F3′H和ANS酶活性与GC含量呈显著正相关关系;F3H、F3′H基因表达与GC、CAT的含量呈正相关关系,ANS、PAL基因表达与ECG、GC的含量呈正相关关系。研究发现,黄烷-3-醇生物合成相关酶和相关基因表达影响了葡萄果实中黄烷-3-醇类化合物含量的积累,从而进一步影响葡萄酒的感官品质。     

酿酒葡萄‘赤霞珠’VvbHLH 93基因的克隆及分析北大核心CSCD

bHLH93转录因子参与调节植物的生长发育、应对各种胁迫等多种生理过程,该研究以酿酒葡萄‘赤霞珠’为试验材料,采用RT-PCR方法克隆葡萄VvbHLH 93基因全长,并进行生物信息学分析;用qRT-PCR法分析bHLH93在不同组织和果实不同发育时期的表达量,为进一步探索VvbHLH 93基因的功能及其机制奠定基础。结果表明:(1)成功克隆获得葡萄VvbHLH 93,该基因cDNA全长为1319 bp,开放阅读框长度为939 bp,编码312个氨基酸,相对分子量为35.18 kD,理论等电点为4.68,无信号肽和跨膜域,属于bHLH转录因子家族。(2)葡萄bHLH93蛋白与荷花的亲缘关系较近;VvbHLH93蛋白的C端为酸性结构区,富含丝氨酸、苏氨酸磷酸化位点;VvbHLH 93基因的启动子含有光响应元件和低温、干旱、赤霉素等应答元件。(3)qRT-PCR分析表明,VvbHLH 93在‘赤霞珠’中的表达具有组织特异性,在叶片中基本不表达,在茎中的表达量最高;随着赤霞珠葡萄果实的发育成熟,VvbHLH93相对表达量不断降低,到幼果期(直径>2 mm)后第5周开始相对表达量基本为0,总体呈现降低的变化趋势;与对照相比,在低温胁迫、盐胁迫、高温胁迫及充分灌溉胁迫下VvbHLH 93表达量显著降低。研究推测,VvbHLH 93基因可能是葡萄抗逆胁迫的负转录因子。     

贺兰山东麓酿酒葡萄品质成分对气象因子的响应特征

基于2018-2020年宁夏贺兰山东麓14个葡萄酒庄葡萄园酿酒葡萄品质检测和气象数据,分析影响酿酒葡萄品质成分的关键气象因子,构建酿酒葡萄品质成分与气象因子的关系模型,为提高葡萄园气候资源利用效率、提高葡萄园科学管理水平、主动适应气候变化提供参考依据。结果表明：(1)气象因子是影响酿酒葡萄品质的重要指标,在葡萄生长的全生育期均对葡萄品质产生直接或间接影响,对品质影响最大的时期是7～8月和采收前一个月的气象条件。(2)酿酒葡萄浆果品质受气象因子影响程度从大到小依次为pH、花青素、可滴定酸、总酚、糖酸比、固酸比、可溶性固形物、单宁、还原性糖含量。(3)空气相对湿度及最低气温的变化对酿酒葡萄品质成分影响较大。(4)降低7月的平均空气相对湿度及提高8月的平均空气相对湿度有利于浆果pH的降低;进一步结合浆果酸含量的累积特征,实际生产中应在8月份增加葡萄园灌溉量,以降低因气候变暖导致的酿酒葡萄含糖量偏高。(5)采收前20 d的适度高温与采前10 d的高湿环境有利于葡萄浆果总酚的累积,但后者会使果实中单宁含量下降;在采收前20 d内若环境最低温及最高温均较低,则不利于花青素累积;9月到采收前的生长度日(GDD)达到280 ℃·d左右时,葡萄果实的糖酸比达到最大值。     

李果实有机酸组成特征及其与苹果酸转运体基因PsALMT9和PstDT的相关性

为了阐明李果实有机酸组成特征及其与苹果酸转运体基因PsALMT9、PstDT的相关性,该研究以‘皇冠李’(Prunus salicina ‘Huangguan’)和‘黑琥珀李’(Prunus salicina ‘Black Amber’)为试材,测定了不同发育阶段果实有机酸组分与含量、可滴定酸含量、pH、单果重,采用实时荧光定量PCR(qPCR)分析了苹果酸转运体基因PsALMT9和PstDT在果实生长发育过程中的表达变化规律,并通过Pearson相关系数探讨PsALMT9和PstDT基因与果实有机酸的相关性。结果显示：(1)‘皇冠李’和‘黑琥珀李’果实各发育阶段主要有机酸组分为苹果酸(占73.83%~92.10%),其次为酒石酸(占4.59%~14.26%),柠檬酸、草酸、乙酸和琥珀酸含量较低(0.47%~7.21%),富马酸仅以微量存在。(2)果实苹果酸含量与可滴定酸含量呈极显著正相关关系,与pH呈极显著负相关关系;PsALMT9表达量与酒石酸含量呈显著正相关关系,与乙酸和草酸含量呈极显著正相关关系;PstDT表达量与柠檬酸、可滴定酸含量呈显著正相关关系,但PsALMT9和PstDT均与苹果酸含量的相关性较低。研究发现,‘皇冠李’和‘黑琥珀李’属于苹果酸型果实,果实酸度主要由苹果酸决定;PsALMT9基因可能同时参与酒石酸、乙酸和草酸的跨液泡膜转运,PstDT基因可能参与柠檬酸的跨液泡膜转运,而苹果酸跨液泡膜转运过程可能与PsALMT9、PstDT等多种膜蛋白基因的协同调控有关。     

FaMYB73调控草莓果实苹果酸合成的研究

苹果酸是草莓果实主要的有机酸之一,其含量的高低显著影响草莓果实的风味。该研究以‘红颜’草莓为试材,采用反转录(RT PCR)的方法克隆得到一个新的MYB转录因子——FaMYB73。该基因包含有756 bp的开放阅读框,编码252个氨基酸,预测其蛋白质分子量为27.6 kD,等电点为6.8。功能域分析表明,FaMYB73蛋白含有保守的R2R3结构域;亚细胞定位于细胞核中。实时荧光定量(qRT PCR)分析表明,FaMYB73基因在草莓各个组织均有表达,且在花和叶中的表达相对较高;在果实的白果期FaMYB73基因的表达量最高,且随着果实成熟,FaMYB73基因的表达下调,说明该基因的表达具有组织和时期特异性。高效液相色谱法(HPLC)检测结果发现,苹果酸含量在草莓果实发育期呈先上升后下降的趋势,且与FaMYB73基因的表达量呈正相关。草莓瞬时注射结果显示,FaMYB73过表达显著促进了苹果酸的积累,沉默则显著降低了苹果酸的含量。同时,获得了2个转FaMYB73基因烟草稳定表达株系,FaMYB73过量表达显著提高了烟草叶片中苹果酸的含量。研究表明,FaMYB73参与调控草莓果实中苹果酸的合成,为进一步研究其调控机制提供了理论依据。     

‘鸭梨’ב京白梨’杂交后代果实有机酸积累差异及相关酶活性的研究

该研究以‘鸭梨’ב京白梨’杂交后代高酸个体(GS-Y14)和低酸个体(DS-Y182)为试材,系统分析了果实发育过程中有机酸积累动态及相关酶活性的变化特征。结果表明:(1)GS-Y14属于苹果酸优势型果实,DS-Y182属于柠檬酸优势型果实,且成熟时两者在总酸含量上表现出的差异主要是由于苹果酸含量的差异所致。(2)苹果酸酶(NADP-ME)是苹果酸形成的关键酶,在梨果实发育过程中NADP-ME起分解作用,且该酶活性在两类个体果实发育后期差异显著,即NADP-ME是引起GS-Y14和DS-Y182中苹果酸含量不同的主要原因,进而导致成熟时两类个体果实酸积累的差异。(3)梨果实磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶(PEPC)活性的升高有利于其柠檬酸的合成,而柠檬酸合酶(CS)是影响其柠檬酸含量变化的关键酶;细胞质乌头酸酶(Cyt-ACO)和线粒体乌头酸酶(Mit-ACO)早期对果实柠檬酸的含量变化影响较小,后期异柠檬酸脱氢酶(NAD-IDH)活性对柠檬酸在后代个体中的积累有一定影响。     

酿酒葡萄分支酸合成酶基因(VvCS)的克隆与表达分析

本研究以酿酒葡萄(Vitis vinifera)品种赤霞珠(Cabernet Sauvignon)及霞多丽(Chardonnay)为试材,采用in silico克隆和分子克隆相结合的策略,从果实中克隆到分支酸合成酶基因,命名为VvCS。该基因的cDNA编码区全长1312bp,编码436个氨基酸残基,预测其编码蛋白质分子量为46.9kD,等电点为7.8;生物信息学分析显示VvCS的DNA全长7117bp,包含13个外显子和12个内含子,定位于葡萄的第13号染色体上。VvCS编码的蛋白与其它植物来源的分支酸合成酶在氨基酸水平上的同源性为75%左右;实时荧光定量PCR分析表明VvCS在葡萄果实、茎、叶和叶柄组织中均有表达,且在果皮、果肉和种子中的表达变化趋势相似,与盛花后5周的果实相比,盛花后11周果实各部位中VvCS表达丰度均有不同程度增加。     

桃果实不同发育时期细胞内糖酸分布对甜酸风味的影响

为了解桃果实发育过程中细胞内糖酸的分布、变化规律对果实甜酸风味的影响,采用区室分析方法研究了‘白凤’桃(Prunus persica‘Hakuho’)果实不同发育时期细胞内糖酸组分、含量及其分布对甜酸风味的影响。结果表明,成熟果实中(花后100 d)可溶性糖(蔗糖、葡萄糖、果糖和山梨醇)在液泡、细胞质和细胞间隙中的含量分别为27.3、11.6、9.0 mg/g,有机酸(苹果酸、柠檬酸、奎宁酸和莽草酸)含量为2.09、0.94、0.35 mg/g;未成熟果实中(花后60 d)可溶性糖在液泡、细胞质和细胞间隙中的含量分别为0.97、2.2、2.3 mg/g,有机酸含量为0.25、0.44、0.82 mg/g。‘白凤’桃果肉细胞内不同的糖酸分布对成熟果实的甜酸风味具有显著影响,而对未成熟果实影响较小。成熟果实中糖酸在液泡、细胞质和细胞间隙三者之间的分布差异可能是导致果实甜度变化的主要原因。     

果梅果实发育过程中有机酸含量及相关代谢酶活性的变化特征

以优选荔波野生梅单株‘荔波-3’和‘荔波-11’为试验材料,采用高效液相色谱法(HPLC)测定了果梅果实在发育过程中有机酸含量及相关代谢酶活性变化特征。结果表明:(1)‘荔波-3’和‘荔波-11’果梅果实中柠檬酸和苹果酸主要在果实发育后期积累,花后140d两品种的柠檬酸积累量达到最大,且果实中总酸的积累量也相应的达到最大值。(2)柠檬酸积累量与柠檬酸合成酶(CS)活性呈极显著正相关关系,‘荔波-11’因CS活性高于‘荔波-3’,使得其果实成熟时的柠檬酸含量高于后者。(3)苹果酸积累量与磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶(PEPC)和NAD-苹果酸脱氢酶(NAD-MDH)活性呈极显著正相关关系,但与NADP-苹果酸酶(NADP-ME)活性呈负相关关系;在花后45~100d内,果梅果实中PEPC和NAD-MDH活性迅速升高,而NADP-ME活性相对较低,使苹果酸积累量迅速增加;在花后120~140d,‘荔波-3’果实中PEPC、NADP-MDH活性显著高于‘荔波-11’,而其NADP-ME活性低于‘荔波-11’,导致成熟时‘荔波-11’的苹果酸含量高于‘荔波-3’。可见,果梅果实的有机酸主要在果实发育后期积累,有机酸积累差异受多个酶协同调控;苹果酸的积累差异主要由NAD-MDH、PEPC和NADP-ME活性协同变化引起,柠檬酸积累差异主要受CS活性变化影响。     

抗性砧木对赤霞珠葡萄叶片白藜芦醇合成过程及含量的影响

为了明确不同抗性砧木对赤霞珠葡萄叶片白藜芦醇含量及其合成过程中前体物质和相关代谢酶活性的影响,分析不同抗性砧木与白藜芦醇合成的关系,以获得提高接穗品种赤霞珠葡萄叶片白藜芦醇含量的抗性砧木。该研究选择弗卡(Fercal)、5C、140R、3309M、3309C、SO4、抗砧3号(Kangzhen3)、5BB为砧木与赤霞珠(CS)葡萄进行嫁接,以赤霞珠自根苗为对照(CK),采用高效液相色谱技术,测定成熟葡萄叶片白藜芦醇以及合成白藜芦醇前体物质苯丙氨酸、肉桂酸、香豆酸含量,并对合成白藜芦醇相关代谢酶苯丙氨酸解氨酶(PAL)、肉桂酸-4-羟化酶(C4H)、4-香豆-辅酶A连接酶(4CL)、过氧化物酶(POD)以及多酚氧化酶(PPO)的活性进行测定。结果表明:(1)不同砧木均能提高接穗赤霞珠葡萄叶片白藜芦醇含量11%~46%。(2)在各砧穗组合中,CS/140R嫁接苗叶片的白藜芦醇含量最高达到18.24μg/g,其合成白藜芦醇前体物质苯丙氨酸和香豆酸含量也最高,分别达到38.61和1.06μg/g。(3)在各砧穗组合中,白藜芦醇相关代谢酶PAL活性以CS/3309C嫁接苗叶片最高;嫁接苗叶片代谢酶C4H和4CL活性均高于赤霞珠自根苗;POD和PPO活性均以CS/Fercal的接穗赤霞珠叶片最强。研究发现,不同抗性砧木能显著提高赤霞珠葡萄叶片白藜芦醇含量,相关代谢酶C4H活性对葡萄白藜芦醇的合成至关重要,PPO活性与葡萄叶片白藜芦醇合成也密切相关,CS/140R是8个砧穗组合中提高赤霞珠葡萄叶片白藜芦醇含量最具优势的砧穗组合。     

“赤霞珠”葡萄营养系果实中黄酮类物质变化研究

黄酮类物质是葡萄与葡萄酒中重要的生理活性物质,对葡萄酒的感官品质起决定作用。以酿酒葡萄"赤霞珠"(Cabernet Sauvignon,CS)5个营养系为试验材料,分析黄酮类物质的含量差异,为提高黄土高原产区葡萄酒品质提供材料。结果表明:在转色后80 d时"赤霞珠"葡萄营养系可溶性固性物和可滴定酸含量差异不显著,而CS191平均单粒重显著高于其他4个营养系。CS191在转色后80 d时,果皮和种子中总类黄酮、原花色素含量显著高于其他营养系。在转色后80 d时,营养系间果皮中黄烷醇含量差异不显著,但此时期CS170果皮中黄烷醇含量显著高于其他4个营养系。CS191在完熟时果实中总类黄酮和原花色素含量高于其他营养系,CS170果皮中黄烷醇和花色苷含量较其他营养系含量高,均可作为黄土高原地区栽培的高黄酮物质含量的"赤霞珠"品系。