园艺学报 ›› 2023, Vol. 50 ›› Issue (8): 1711-1722.doi: 10.16420/j.issn.0513-353x.2022-0599
收稿日期:
2023-04-17
修回日期:
2023-05-17
出版日期:
2023-08-25
发布日期:
2023-08-23
作者简介:
* 共同第一作者 E-mail:dai_hj@nxu.edu.cn
基金资助:
DAI Hongjun(), WEI Qiang, HE Yan, WANG Yuening, WANG Zhenping
Received:
2023-04-17
Revised:
2023-05-17
Published:
2023-08-25
Online:
2023-08-23
摘要:
以酿酒葡萄‘赤霞珠’(Vitis vinfera‘Cabernet Sauvignon’)为试材,于果实转色期前一周对整株喷施2,4-表油菜素内酯(2,4-brassinolide,EBR),采用红外辐射器模拟增温环境,研究EBR处理对高温胁迫下果实成熟过程中花色苷合成及果实品质的影响。结果表明,高温降低了花色苷含量,下调了花色苷合成相关基因VvCHS、VvDFR、VvLDOX和VvMybA1的表达量。转色初期(花后63 d),高温处理的果实着色率比对照减少了17.80%。EBR提高了花色苷和可溶性糖的含量。花后77 d,高温 + EBR处理与高温处理相比,果实花色苷含量提高了21.65%。果实成熟后期,高温 + EBR处理VvCHS与VvLDOX表达量分别是高温处理的3.27和2.21倍。相关性分析显示,高温 + EBR处理下花色苷含量与VvMybA1转录水平呈极显著正相关;可溶性糖与花色苷含量呈显著正相关。葡萄外源EBR处理可提高转色初期花色苷含量,改善果实着色,促进总糖和总酚积累,有效缓解高温对果实品质的影响。
代红军, 魏强, 贺琰, 汪月宁, 王振平. 油菜素内酯对高温胁迫下葡萄花色苷合成及果实品质的影响[J]. 园艺学报, 2023, 50(8): 1711-1722.
DAI Hongjun, WEI Qiang, HE Yan, WANG Yuening, WANG Zhenping. Effects of Brassinolide Treatment on Anthocyanin Synthesis and Quality in Grape Under High Temperature Stress[J]. Acta Horticulturae Sinica, 2023, 50(8): 1711-1722.
级别 Rank | 果实着色情况 Berry colouring situation | 代表值 Representive value |
---|---|---|
1 | 全部绿色 Green | 0 |
2 | 淡红色占1/2 Half of pinkish | 0.2 |
3 | 全部淡红色 Pinkish | 0.5 |
4 | 全部淡紫色 Lavender | 0.8 |
5 | 全部紫黑色 Purple-black | 1.0 |
表1 果实着色情况与各级代表值
Table 1 The calculation method of berry coloring and representative value
级别 Rank | 果实着色情况 Berry colouring situation | 代表值 Representive value |
---|---|---|
1 | 全部绿色 Green | 0 |
2 | 淡红色占1/2 Half of pinkish | 0.2 |
3 | 全部淡红色 Pinkish | 0.5 |
4 | 全部淡紫色 Lavender | 0.8 |
5 | 全部紫黑色 Purple-black | 1.0 |
基因名称 Gene name | 序列号 | 引物序列Primer sequence(5'-3') | |
---|---|---|---|
Accession No. | 正向 Forward | 反向 Reverse | |
VvPAL | EF192469 | CGATATGCTCTCAGGACTTCAC | GATCTCCCGTTCGATGGATTT |
VvCHS1 | AB015872 | GACGTCCCAGGGTTGATTT | GCGATCCAGAACAAGGAGTT |
VvDFR | X75964 | ATACGGCAGGGCCAATTT | CGTGGGAGGAGCAAATGTAA |
VvLDOX | EC969944 | GCCTAAGACACCAAGCGACTACG | CAACCCAAGCGATAGCACCGATAG |
VvUFGT | DQ513314 | CTGGTAGCTGACGCATTCAT | GTAAACATGGGTGGAGAGTGAG |
VvOMT | BQ796057 | CCATAAGCAAACCCTAAACC | TGAACAAATTCTTGGCATCA |
VvGST | GU370062 | AAAAGTCATGGAGCTCGCTG | CAGCTTCCTTCACCAAGTAT |
VvMybA1 | AB097923 | GGCTTCTGGAGAGATGCTTAT | CTCACCTCCCTGGATTTGTT |
VvEF | AF176496 | GTTAAGATGATTCCAACCAAGCCC | TCTCCACGCTCTTGATGACTC |
VvActin | BN000705 | CTTGCATCCCTCAGCACCTT | TCCTGTGGACAATGGATGGA |
表2 qRT-PCR引物序列
Table 2 Primer sequences of real-time fluorescence quantitative PCR
基因名称 Gene name | 序列号 | 引物序列Primer sequence(5'-3') | |
---|---|---|---|
Accession No. | 正向 Forward | 反向 Reverse | |
VvPAL | EF192469 | CGATATGCTCTCAGGACTTCAC | GATCTCCCGTTCGATGGATTT |
VvCHS1 | AB015872 | GACGTCCCAGGGTTGATTT | GCGATCCAGAACAAGGAGTT |
VvDFR | X75964 | ATACGGCAGGGCCAATTT | CGTGGGAGGAGCAAATGTAA |
VvLDOX | EC969944 | GCCTAAGACACCAAGCGACTACG | CAACCCAAGCGATAGCACCGATAG |
VvUFGT | DQ513314 | CTGGTAGCTGACGCATTCAT | GTAAACATGGGTGGAGAGTGAG |
VvOMT | BQ796057 | CCATAAGCAAACCCTAAACC | TGAACAAATTCTTGGCATCA |
VvGST | GU370062 | AAAAGTCATGGAGCTCGCTG | CAGCTTCCTTCACCAAGTAT |
VvMybA1 | AB097923 | GGCTTCTGGAGAGATGCTTAT | CTCACCTCCCTGGATTTGTT |
VvEF | AF176496 | GTTAAGATGATTCCAACCAAGCCC | TCTCCACGCTCTTGATGACTC |
VvActin | BN000705 | CTTGCATCCCTCAGCACCTT | TCCTGTGGACAATGGATGGA |
处理Treatment | 花后天数 Days after anthesis | |||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|
49 | 56 | 63 | 70 | 77 | 84 | |||
对照Control | 0 | 5.80 | 33.90 | 79.20 | 85.57 | 100.00 | ||
EBR | 0 | 12.60 | 44.00 | 87.40 | 94.17 | 100.00 | ||
高温 Heat stress | 0 | 8.80 | 16.10 | 69.30 | 81.47 | 100.00 | ||
高温 + EBR Heat stress + EBR | 0 | 10.50 | 24.40 | 72.90 | 85.70 | 100.00 |
表3 2,4-表油菜素内酯(EBR)处理对高温胁迫下‘赤霞珠’葡萄果实着色率的影响
Table 3 Effects of brassinolide(EBR)treatment on berry coloring rate of‘Cabernet Sauvignon’grape under heat stress %
处理Treatment | 花后天数 Days after anthesis | |||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|
49 | 56 | 63 | 70 | 77 | 84 | |||
对照Control | 0 | 5.80 | 33.90 | 79.20 | 85.57 | 100.00 | ||
EBR | 0 | 12.60 | 44.00 | 87.40 | 94.17 | 100.00 | ||
高温 Heat stress | 0 | 8.80 | 16.10 | 69.30 | 81.47 | 100.00 | ||
高温 + EBR Heat stress + EBR | 0 | 10.50 | 24.40 | 72.90 | 85.70 | 100.00 |
图2 EBR处理对高温胁迫下‘赤霞珠’葡萄果实花色苷含量的影响 相同时期不同小写字母表示处理间差异显著(P < 0.05)。下同。
Fig. 2 Effects of EBR treatment on berry anthocyanins content of‘Cabernet Sauvignon’grape under heat stress Different lowercase letters indicate significant differences among treatments in the same period(P < 0.05). The same below.
处理Treatment | VvPAL | VvCHS | VvDFR | VvLDOX | VvUFGT | VvOMT | VvGST | VvMybA1 |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|
对照Control | 0.194 | 0.311 | 0.024 | 0.271 | 0.270 | 0.069 | 0.467 | 0.615 |
EBR | 0.181 | 0.541 | 0.192 | 0.639 | 0.428 | 0.320 | 0.569 | 0.901* |
高温 Heat stress | 0.383 | 0.333 | 0.381 | 0.447 | 0.781 | 0.275 | 0.818 | 0.702 |
高温 + EBR Heat stress + EBR | 0.146 | 0.603 | 0.716 | 0.600 | 0.427 | 0.229 | 0.598 | 0.942* |
表4 不同处理下葡萄花色苷含量与花色苷合成相关基因转录水平的相关系数
Table 4 Correlation analysis between anthocyanin content and anthocyanin synthesis-related genes under different treatments
处理Treatment | VvPAL | VvCHS | VvDFR | VvLDOX | VvUFGT | VvOMT | VvGST | VvMybA1 |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|
对照Control | 0.194 | 0.311 | 0.024 | 0.271 | 0.270 | 0.069 | 0.467 | 0.615 |
EBR | 0.181 | 0.541 | 0.192 | 0.639 | 0.428 | 0.320 | 0.569 | 0.901* |
高温 Heat stress | 0.383 | 0.333 | 0.381 | 0.447 | 0.781 | 0.275 | 0.818 | 0.702 |
高温 + EBR Heat stress + EBR | 0.146 | 0.603 | 0.716 | 0.600 | 0.427 | 0.229 | 0.598 | 0.942* |
处理 Treatment | 可溶性总糖 Total soluble suger | 蔗糖 Sucrose | 还原糖 Reducing sugar |
---|---|---|---|
对照 Control | 0.957* | 0.954* | 0.941* |
EBR | 0.965** | 0.968* | 0.935* |
高温 Heat stress | 0.977** | 0.951* | 0.948* |
高温 + EBR Heat stress + EBR | 0.972** | 0.966** | 0.932* |
表5 不同处理下葡萄花色苷含量与糖含量的相关系数
Table 5 Correlation analysis of anthocyanin content and sugar content under different treatments
处理 Treatment | 可溶性总糖 Total soluble suger | 蔗糖 Sucrose | 还原糖 Reducing sugar |
---|---|---|---|
对照 Control | 0.957* | 0.954* | 0.941* |
EBR | 0.965** | 0.968* | 0.935* |
高温 Heat stress | 0.977** | 0.951* | 0.948* |
高温 + EBR Heat stress + EBR | 0.972** | 0.966** | 0.932* |
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