基于4种光响应模型模拟不同砧木对夏黑葡萄耐弱光能力的影响

采用直角双曲线模型、非直角双曲线模型、直角双曲线修正模型和指数模型4种光响应模型分别拟合夏黑/贝达、夏黑/1103P、夏黑/101-14、夏黑/3309C、夏黑/140Ru、夏黑/5C、夏黑/5BB、夏黑/420A、夏黑/SO4、夏黑/抗砧1号、夏黑/华葡1号11种砧穗组合的光响应曲线,通过拟合程度、光补偿点、光饱和点、初始量子效率、最大净光合速率、暗呼吸速率等6个参数分析比较其拟合效果.结果表明: 4种模型拟合系数都在0.98以上,在光补偿点上,4种模型拟合效果相差不大,但直角双曲线修正模型在光饱和点、初始量子效率、最大净光合速率和暗呼吸速率方面拟合程度最好,运用赤池信息量准则计算,直角双曲线修正模型赤池信息量准则(AIC)值也最小,因此,直角双曲线修正模型为最佳拟合模型.通过聚类分析发现,夏黑/SO4、夏黑/420A两砧穗组合的表观量子效率高、光补偿点低、暗呼吸速率低,说明两者对弱光的利用效率高,耐弱光能力强,呼吸消耗少.通过Topsis (Technique for Order Prefe-rence by Similarity to an Ideal Solution)方法综合排名发现,夏黑/SO4、夏黑/420A组合耐弱光能力分别为第1、2名,与聚类分析结果一致.因此,夏黑以SO4或420A作为砧木的耐弱光能力最突出,更适合设施栽培.     

葡萄休眠的自然诱导因子及其对休眠诱导期冬芽呼吸代谢的调控

以高需冷量葡萄品种‘夏黑’为试材,研究短日照、长日照和自然光照3个条件下,葡萄冬芽休眠的自然诱导因子及其对休眠诱导期冬芽呼吸代谢的调控机制.结果表明: 自然低温、短日照2个环境因素单独或共同作用均能诱导葡萄冬芽进行自然休眠.短日照在诱导葡萄冬芽进入自然休眠的过程中起主导作用,自然低温起辅助作用;温度相同条件下,日照时间越短对葡萄冬芽自然休眠的诱导作用越强.总呼吸速率达到峰值是葡萄冬芽休眠诱导期结束的标志.在自然休眠诱导期间,葡萄冬芽磷酸戊糖途径运行活性和容量占总呼吸的比例迅速上升,其中自然条件的葡萄冬芽分别由16.0%和20.1%上升至22.3%和26.0%.自然低温是诱导葡萄冬芽底物氧化水平上呼吸途径发生变化的主导因素,短日照起促进作用.在葡萄冬芽自然休眠诱导期间,交替途径运行活性和容量占总呼吸的比例迅速上升,其中自然条件葡萄冬芽分别由19.4%和27.3%上升至38.2%和46.8%.自然低温和短日照均可诱导葡萄冬芽电子传递链水平上呼吸途径发生变化.     

葡萄NCED基因家族进化及表达分析

9-顺式-环氧类胡萝卜素双加氧酶(NCED)是植物体内ABA生物合成的关键限速酶, 参与植物对干旱、外源ABA和高盐的响应过程, 降低环境胁迫对植株的危害。基于全基因组鉴定分析葡萄(Vitis vinifera) NCED基因家族成员, 探讨各成员的物种进化关系及各个基因成员在不同组织中的时空表达模式及对干旱、ABA和高盐(NaCl)胁迫的响应, 为进一步揭示该基因家族成员的生物学功能奠定基础。在葡萄基因组中共发现12个NCED基因。其推测的编码蛋白质长度在510 (VvNCED2)-625 aa (VvNCED10)之间。VvNCED蛋白的分子量最大值是70.53 kDa (VvNCED10), 最小值是57.85 kDa (VvNCED2)。在从祖先基因分化之后, 葡萄NCED基因发生了5次复制事件, 同时有2次丢失事件。NCED1/2、NCED3/4、NCED6/7和NCED9/10基因对被认为是通过片段复制产生。上述4对复制基因复制时间分布在3.08-120.0百万年前, 晚于单双子叶植物分化的时间。与对照相比, VvNCED1在ABA处理48小时后显著上调(72.1%), 而VvNCED2显著下调(84.0%)。VvNCED6只在干旱处理14、21和28天的根系中表达量高于对照, 分别为对照的2.49、1.05和1.09倍。VvNCED7只在干旱处理14天的根系中表达量高于对照, 为对照的1.07倍。在ABA处理72小时后, VvNCED3表达量较对照显著下调(59.5%), 而VvNCED4较对照显著上调(169.9%)。VvNCED3/VvNCED4分别在NaCl处理24和48小时出现显著性峰值, 较对照分别上调219.2%和114.4%。保守结构域不同组成和不同胁迫处理下差异表达模式是NCED蛋白发生功能分化的基础。推测NCED在进化过程中发生的功能分化有利于复制事件的发生。     

不同光质补光对促早栽培‘瑞都香玉’葡萄果实品质的影响

以4年生‘贝达’嫁接的早熟葡萄品种‘瑞都香玉’为试材,研究设施促早栽培条件下,紫外光、蓝光和红蓝光不同光质补光对果实品质的影响,结果表明: 促早栽培节能日光温室内环境属于典型的弱蓝紫光和弱紫外光环境.与对照(未补光)相比,夜间6 h的蓝光和紫外光补光处理可显著加快葡萄果实发育过程中质量和果粒纵横径的增大、果实糖含量的升高以及酸含量的下降,红蓝光效果不明显.果实成熟期紫外光补光处理果实的单粒质量最高,蓝光与红蓝光处理显著高于对照;蓝光补光处理果实葡萄糖、果糖和总糖含量最高,紫外光次之,红蓝光略高于对照.与对照相比,蓝光补光处理可显著加快果实中里那醇、α-萜品醇、橙花醇等萜烯类组分含量高峰的出现,而紫外光、红蓝光补光处理差异较小.果实成熟期蓝光补光处理果实中里那醇、香茅醇等萜烯类物质含量最高,紫外光补光处理里那醇含量较高,香叶醇、己醛、E-2-己烯醛等主要香气物质的含量最高,而红蓝光补光处理里那醇的含量与对照相比有所降低.紫外光、蓝光和红蓝光3种光质补光处理均增加了果实中醛酮类物质的种类及含量.表明蓝光补光处理果实发育最快,成熟最早,糖含量最高,里那醇等萜烯类物质含量高峰出现的时间最早;紫外光补光处理果实的单粒质量最大,主要萜烯类组分含量高;红蓝光补光处理对改善果实品质的效果不明显.     

不同颜色果袋对‘巨峰’葡萄果实中挥发性成分的影响

以‘巨峰’葡萄为试材,研究白袋、绿袋、红袋、蓝袋4种不同颜色果袋对葡萄成熟期果实中挥发性成分的影响,为葡萄专用果袋的研发提供理论依据.结果表明:不同颜色果袋可为葡萄果实的发育提供特定的光环境,不同套袋处理葡萄成熟期果实中的挥发性成分差异显著.‘巨峰’葡萄成熟期果实中检测到酯、醛、醇、酮类、萜烯类和芳香族化合物,对照、白袋、绿袋、红袋和蓝袋处理成熟期果实检测到的挥发性组分分别为33、37、38、32和34种.与对照相比,白袋处理乙酸乙酯、己酸乙酯等酯类物质含量降低,己醛、反式-2-己烯醛、癸醛含量增加;绿袋处理除3-己烯酸乙酯、反式-2-己烯酸乙酯、3-羟基丁酸乙酯、反式-2-己烯醛、(反,反)-2,4-己二烯醛、癸醛、苯乙醇外,其他共有组分的含量均出现降低;红袋处理乙酸乙酯、己酸乙酯等酯类物质含量降低,己醛、反式-2-己烯醛等的含量出现降低;蓝袋处理乙酸乙酯、己酸乙酯等主要酯类物质的含量未发生较大变化,己醛、反式-2-己烯醛等的含量出现升高.在非共有组分中,套袋处理中醇类组分的种类减少,萜烯类、芳香族化合物的种类增加.总体上,蓝袋处理果实中主要的‘果香型’酯类组分含量最高,白袋处理果实中主要的酯类组分及‘青草香型’的醛类组分含量较高,绿袋、红袋处理果实主要香气组分含量较低.     

葡萄NCED基因家族进化及表达分析

9-顺式-环氧类胡萝卜素双加氧酶(NCED)是植物体内ABA生物合成的关键限速酶, 参与植物对干旱、外源ABA和高盐的响应过程, 降低环境胁迫对植株的危害。基于全基因组鉴定分析葡萄(Vitis vinifera) NCED基因家族成员, 探讨各成员的物种进化关系及各个基因成员在不同组织中的时空表达模式及对干旱、ABA和高盐(NaCl)胁迫的响应, 为进一步揭示该基因家族成员的生物学功能奠定基础。在葡萄基因组中共发现12个NCED基因。其推测的编码蛋白质长度在510 (VvNCED2)-625 aa (VvNCED10)之间。VvNCED蛋白的分子量最大值是70.53 kDa (VvNCED10), 最小值是57.85 kDa (VvNCED2)。在从祖先基因分化之后, 葡萄NCED基因发生了5次复制事件, 同时有2次丢失事件。NCED1/2、NCED3/4、NCED6/7和NCED9/10基因对被认为是通过片段复制产生。上述4对复制基因复制时间分布在3.08-120.0百万年前, 晚于单双子叶植物分化的时间。与对照相比, VvNCED1在ABA处理48小时后显著上调(72.1%), 而VvNCED2显著下调(84.0%)。VvNCED6只在干旱处理14、21和28天的根系中表达量高于对照, 分别为对照的2.49、1.05和1.09倍。VvNCED7只在干旱处理14天的根系中表达量高于对照, 为对照的1.07倍。在ABA处理72小时后, VvNCED3表达量较对照显著下调(59.5%), 而VvNCED4较对照显著上调(169.9%)。VvNCED3/VvNCED4分别在NaCl处理24和48小时出现显著性峰值, 较对照分别上调219.2%和114.4%。保守结构域不同组成和不同胁迫处理下差异表达模式是NCED蛋白发生功能分化的基础。推测NCED在进化过程中发生的功能分化有利于复制事件的发生。     

不同叶幕形对设施葡萄叶幕微环境、叶片质量及果实品质的影响

以3年生‘贝达’砧木设施栽培‘京蜜’葡萄为试材,研究直立、V形和水平3种叶幕形处理下葡萄叶幕微环境、叶片质量及果实品质的差异.结果表明: 直立叶幕的总孔隙度和开度显著高于V形叶幕和水平叶幕,叶面积指数、光能截获率和叶幕昼夜温差均显著低于V形叶幕和水平叶幕,后两者间无显著差异.V形叶幕葡萄叶片的栅栏组织厚度显著大于直立叶幕,水平叶幕居中,叶绿素和类胡萝卜素含量显著高于直立叶幕和水平叶幕,后两者间无显著差异.果实品质以V形叶幕最佳,水平叶幕其次,直立叶幕最差.通过GC-MS分析发现,V形叶幕挥发性香气化合物种类最多,为29种,直立叶幕与水平形叶幕分别为17和16种.V形叶幕中‘京蜜’葡萄的特征香气组分除乙醇、反式-2-己烯-1-醇、仲辛酮和甲酸己酯含量较低外,其余含量均较高.芳樟醇(里那醇)含量在直立叶幕和V形叶幕中显著高于水平叶幕,橙花醇含量在V形叶幕中显著高于直立叶幕和水平叶幕,叶醇含量在V形叶幕和水平叶幕中显著高于直立叶幕,香茅醇仅在V形叶幕中检出.V形叶幕设施栽培葡萄的果实香气更浓,更能体现其品种特性.     

光质对设施葡萄叶片衰老与内源激素含量的影响

以设施延迟栽培条件下叶片衰老速度不同的意大利和无核白鸡心2个葡萄品种为试材,分别进行补充红光和蓝光处理,研究不同光质对叶片衰老过程中叶绿素含量、净光合速率和内源激素含量的影响.结果表明: 与未补光对照相比,红光能够显著提高叶片的叶绿素含量和净光合速率,降低了内源赤霉素(GA₃)含量,但明显减缓了脱落酸(ABA)含量的增加和玉米素核苷(ZR)总含量的减少,从而显著提高了(GA₃+ZR)/ABA值,延缓叶片衰老.叶片衰老前期,蓝光处理叶片叶绿素含量、净光合速率和(GA₃+ZR)/ABA值均低于对照,加速了植株的衰老进程;但在叶片衰老后期,蓝光处理叶绿素含量、净光合速率和(GA₃+ZR)/ABA值逐渐高于对照,在一定程度上延缓了叶片衰老.植物内源激素生长素(IAA)则表现出叶片衰老前期促进叶片生长发育、叶片衰老后期加速衰老的双重作用.意大利叶片衰老速度较无核白鸡心慢.在本试验条件下,红光处理效果最好,有效延缓了叶片衰老进程,延长了叶片的生理功能期.