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。     

Abscisic Acid Sprays Significantly Increase Yield per Plant in Vineyard-Grown Wine Grape (<Emphasis Type="Italic">Vitis vinifera</Emphasis> L.) cv. Cabernet Sauvignon Through Increased Berry Set with No Negative Effects on Anthocyanin Content and Total Polyphenol Index of Both Juice and Wine

In many cultivars of Vitis vinifera periods of mild water stress during ripening are thought to increase grape quality for winemaking, even though yields may be negatively affected. Because abscisic acid (ABA) is involved in the signaling of water stress in plants, we examine the effects of the ABA signal being given without the concomitant water stress. ABA at 250 mg l⁻¹ was sprayed weekly or biweekly from bud-burst until harvest onto the leaves of vineyard-grown plants of cv. Cabernet Sauvignon. For ABA-treated plants berry yield per bunch and per plant was significantly increased (1.5- to 2.0-fold) across three consecutive harvests (2005 through 2007). Number of berries per bunch and per plant was the primary basis for the significant crop increases, although bunches per plant also tended to increase (1.1- to 1.3-fold) across all three harvests. Other parameters assessed included number of internodes, shoot length, leaf area, leaf water potential at midday, photosynthesis, and stomatal conductance. These parameters showed no significant change with ABA treatment, although shoot length tended to be reduced, as was leaf area relative to control plants. The significantly increased fruit yields were thus accomplished without accompanying increases in leaf photosynthesis and leaf areas. Juice at harvest had equal levels of sugars (Brix) and somewhat higher levels of anthocyanins and total polyphenols relative to control values. The two latter trends continued for the resultant wine across two vintage years. In conclusion, three seasons of experimental trials have demonstrated that ABA application can significantly enhance yield per plant in the field-grown grape (cv. Cabernet Sauvignon) by favoring increased berry set without diminishing the quality of the fruit for winemaking use.     

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。     

Evaluation of Fermentation Efficiency of Yeast Strains and their Effect on Quality of Young Wines

The yeast has important role in fermentation of wine grapes and wine quality. The fermentation of wine grapes affect by efficiency of particular yeast strain, sugar content, pH, available temperature, etc. To evaluate the efficiency of yeast strains (Premier Cuvee, RS-1, RS-2, RS-3 and natural), present study was conducted on two wine grape varieties viz.; Sauvignon Blanc (White) and Cabernet Sauvignon (Red). Efficiency of yeast strains was evaluated in terms of conversion rate of sugar into alcohol. As per recorded data, strain RS-3 (Pichia kudriavzevii) was found more efficient than other strains in fermentation of Cabernet Sauvignon with efficiency of 84.4 per cent but in case of Sauvignon Blanc, the commercial culture Premier Cuevee was found superior over RS-3. The quality parameters of young wines of both the varieties were also affected by the used strains. Considering the efficiency and impact on various parameters of wines, local strain, i.e., RS-3 was found at par with commercial culture (Premier Cuvee). The RS-3 strain has potential to produce quality wines. However, studies on effects of RS-3 strain on some specific quality parameters of wines like varietal aroma compounds, flavours etc. are needed.     

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。     

葡萄品种赤霞珠采收期果穗和果粒性状的差异分析

作为发酵前的一个重要工艺过程,穗选和粒选在优质葡萄酒生产中被广泛采用,但人们对果穗之间和同一果穗内果粒之间品质差异的了解还非常有限。本研究对采收期大小和紧密度不同的4穗成熟赤霞珠葡萄进行了分析:对每穗果实的果穗紧密度、果穗重量、每果穗中果粒数量,每粒果的种子数量和重量、可溶性固形物浓度和果皮颜色等进行了检测,并在此基础上进行了穗选和粒选的模拟试验。结果表明:果粒中可溶性固形物的积累与果粒的曝光程度相关性较差,但果粒的曝光程度显著影响果皮着色,果穗紧密程度显著影响浆果果皮着色和种子成熟;每粒果实的可溶性固形物浓度与果粒重相关性不强,但随着果粒重的增加,可溶性固形物浓度有减小的趋势。穗选和粒选能提高中等大小果粒(0.76~1.50 g)所占的比例,使1粒种子果粒所占的比例降低,增加单位重量果实中的种子重量,降低果粒重的变异系数,但对整个浆果群体可溶性固形物浓度分布和平均值无实质影响。因此,影响酿酒葡萄果穗潜在质量的关键因素在于果穗紧密度、果粒大小和种子成熟度;建议在优质葡萄酒生产过程中先进行穗选,淘汰紧密度过紧的果穗,然后在此基础上再进行粒选。     

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’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。