毛欧杂种葡萄‘NW196’花色苷组成与相关基因表达分析

以不同发育期毛欧杂种葡萄‘NW196’为试验材料,利用HPLC–MS检测其果皮中花色苷的组成及含量,Real-time PCR检测花色苷合成相关基因表达水平,并与欧亚种‘赤霞珠’比较。结果表明,成熟后期‘NW196’果皮中花色苷总量显著高于‘赤霞珠’;采收期‘NW196’葡萄果皮中共检测到23种花色苷,成熟后期单糖苷所占比例高于双糖苷,其中含量最高的是花翠素–3–O–葡萄糖苷,3’5’–羟基取代花色苷比例高于3’–羟基取代花色苷;与欧亚种‘赤霞珠’相比,‘NW196’果皮中酰化和甲基化花色苷比例较低。结论:毛欧杂种‘NW196’花色苷组成与欧亚种‘赤霞珠’差异明显,这与其品种特性有关,并受到类黄酮代谢路径相关基因的调控;此外,花色素双糖苷主要在转色初期合成。     

苹果花色素苷生物合成及调控的研究现状

苹果果实颜色是影响消费者需求重要的品质性状,苹果的红色是由花色素苷积累水平决定的,花色素苷是次生代谢产物黄酮类化合物中的一类。文章综述了花色苷合成过程中结构基因、调控基因、环境因素、管理措施和组织机构对花色苷积累的影响,目的是为实现优质果实品质提供新的方法,包括视觉上的吸引力和营养价值的提升。     

基于转录组测序的金柑类黄酮糖基转移酶基因的初步分析

植物体内类黄酮通常以糖基化的形式存在,其糖基化由UDP–糖基转移酶(UDPglycosyltransferase,UGT)催化完成。以‘浏阳金柑’果实为研究对象,利用UPLCG2-SQTOF技术对其类黄酮种类进行鉴定,共检测出11种类黄酮,包括C–葡萄糖苷类黄酮、C–新橙皮糖苷类黄酮和O–新橙皮糖苷类黄酮。基于转录组测序,筛选出49个金柑果实发育过程中高表达的UGT基因。进化分析显示,13个高表达的FcUGT可能参与了类黄酮的糖基化修饰过程。其中,1个FcUGT编码C–葡萄糖基转移酶,参与了C–葡萄糖苷类黄酮的修饰过程;9个FcUGT编码7–O–葡萄糖基转移酶,可能参与了O–新橙皮糖苷类黄酮的修饰过程;3个FcUGT编码1,2–鼠李糖基转移酶,可能参与了O–或C–新橙皮糖苷类黄酮的修饰过程。     

草莓花色苷物质鉴定及关键基因表达分析

建立了应用HPLC–MS/MS快速分离、鉴定草莓花色苷的方法，并对不同果色12个草莓品种的成熟果实进行花色苷定量和定性分析，同时对比分析草莓（Fragaria×ananassa，八倍体）和森林草莓（F.vesca，二倍体）基因组中花色苷合成相关基因的数量和染色体定位，通过RNA-Seq和qRT-PCR分析它们在果实发育过程中的转录水平变化。在草莓中检测到8种花色苷，包括首次检测到的芍药素–3–葡萄糖苷、芍药素–丙二酰葡糖苷和芍药素–3–甲基丙二酰葡糖苷。不同果色草莓果实中总花色苷含量差异较大，均以天竺葵素–3–葡糖苷为主。草莓基因组包含73个花色苷合成相关基因，是森林草莓的3～4倍，均匀分布在4套亚基因组上。RNA-Seq结果显示整体上多拷贝基因在草莓果实中的表达水平没有显著差异，未发生明显的偏向性表达。花色苷合成关键路径基因（PAL1、CHS、CHI、F3H、DFR1、ANS、UFGT），转运基因（GST）和转录因子基因MYB10在草莓果实成熟过程中表达量显著增加，尤其是花色苷积累期，表明这些基因在草莓果实花色苷积累中起关键作用。     

刺葡萄R2R3-MYB转录因子VdMYB14调控类黄酮合成功能解析

【目的】类黄酮作为葡萄果实中一类重要次生代谢物质,进一步研究其合成调控机制对于提高果实品质具有重要意义。【方法】结合前期研究基础,以会同黑果刺葡萄(Vitis davidii‘1338’)为试材,通过qRT-PCR分析VdMYB14在6个果实不同发育阶段果皮中的表达水平变化。利用MEGA软件构建系统发育树,分析VdMYB14蛋白与其他类黄酮相关MYB蛋白的系统发育关系。利用亚细胞定位技术分析VdMYB14在细胞中的位置。在烟草中异源表达VdMYB14基因,验证其对类黄酮合成的调控功能。【结果】VdMYB14蛋白与苹果花色苷合成负调控因子MdMYB111同源度较高,亚细胞定位发现VdMYB14定位在细胞核中。与野生型相比,VdMYB14转基因烟草株系的花中原花色素含量增加,花色苷积累减少。过表达VdMYB14烟草花中,原花色素合成关键基因NtLAR和NtANR的表达量显著上调,而花色苷合成关键基因NtUFGT的表达量显著下调。【结论】VdMYB14基因能够促进原花色素合成途径关键基因的表达,抑制花色苷合成关键基因的表达,导致类黄酮前体物质倾向于原花色素合成途径,从而抑制花色苷合成,促进原花色素积累。     

葡萄‘小白玫瑰’及其突变品种‘小红玫瑰’果皮颜色变异机理分析

‘小红玫瑰’葡萄是源自于‘小白玫瑰’的突变品种,二者都是优良的酿酒葡萄品种,但其果实颜色变异的分子机理尚不清楚。用12对SSR(Simple sequence repeats)荧光标记特征引物对两品种进行分析,结果表明这些位点在二者之间无差别。对色泽变异决定基因Vvmyb A1的基因型进行分析,‘小白玫瑰’仅检测到含有插入逆转座子Gret1(grapevine retrotransposon 1)的VvmybA1a,说明其为VvmybA1a/VvmybA1a纯合体;而‘小红玫瑰’检测到了Vvmyb A1a和残留Gret1 3′-LTR(long terminal repeat)的VvmybA1b,说明其为VvmybA1a/VvmybA1b的杂合体。花色苷合成相关基因的表达分析表明,VvmybA1、UFGT、F3′5′H、CHS、GST和OMT在‘小红玫瑰’及有色对照品种‘黑比诺’中大量表达,而在‘小白玫瑰’和无色对照品种‘白比诺’中几乎不表达。通过HPLC–ESI–MS/MS对花色苷主要成分进行测定,结果表明矢车菊素3–O–葡萄糖苷(CyG)、矢车菊素3,5–O–双葡萄糖苷(Cy2G)、飞燕草素3–O–葡萄糖苷(DpG)、锦葵色素3–O–葡萄糖苷(MvG)、芍药色素3–O–葡萄糖苷(PnG)和矮牵牛色素3–O–葡萄糖苷(PtG)等6种花色苷在有色品种‘小红玫瑰’和‘黑比诺’果皮中的含量均显著高于无色品种,花葵素3–O–葡萄糖苷(Pg G)、花葵素3,5–O–双葡萄糖苷(Pg2G)在有色/无色品种间无显著差异,且含量很低。说明‘小红玫瑰’的着色是由于转录因子基因Vvmyb A1及其调控结构基因的表达引起的,而无功能的VvmybA1a等位基因突变为有功能的VvmybA1b等位基因是其果皮颜色变异的遗传学原因。     

不同颜色果袋对新郁葡萄着色及品质的影响

【目的】探讨不同颜色果袋引起的光环境差异对新郁葡萄着色及品质的影响。【方法】以7年生新郁葡萄为试验材料，采用5种颜色果袋（白袋、红袋、黄袋、蓝袋、绿袋）进行果实套袋处理，以不套袋为对照，测定不同果袋内的透射光谱和采收期葡萄品质指标及果皮花色苷组分。【结果】与对照相比，不同颜色果袋均不同程度降低了果际总辐射和果实可溶性固形物及果皮花色苷含量，绿袋提高了可滴定酸含量，降低了果粒质量；白袋降低了3’-羟基取代类花色苷比例，提高了3’,5’-羟基取代类花色苷比例，而红袋、黄袋、蓝袋和绿袋则效果相反；白袋、红袋和黄袋提高了总修饰类花色苷比例，而绿袋则降低了总修饰类花色苷比例。红袋的葡萄果皮花色苷含量为1 418.67 mg·kg-1，葡萄果实色泽指数（color index of grape,CIRG）为4.80，颜色为红色，着色最好。相关分析表明，橙光和红光辐射强度与3’-羟基取代类花色苷含量呈极显著正相关。【结论】西北干旱区采用红色果袋套袋能够改善新郁葡萄着色，提高综合品质。     

两种叶幕类型‘摩尔多瓦’葡萄套袋果实花色苷代谢的差异

为了研究水平叶幕和直立叶幕所构成的微域环境对套袋葡萄果实花色苷代谢的影响,分别以棚架、篱架代表水平叶幕和直立叶幕,连续两年对棚架和篱架的‘摩尔多瓦’葡萄进行套袋,于果实膨大期开始实时监控果穗袋内微环境的温度和湿度;从转色期至果实成熟,测定不同发育阶段浆果果皮花色苷单体组分与含量,以及果皮花色苷代谢途径相关基因表达量与酶活性,分析果实品质差异。结果表明,2015年、2016年棚架水平叶幕下套袋果实袋内的高温极值及高温比例和湿度波动幅度与篱架直立叶幕套袋相比均有明显降低;连续两年成熟果实还原糖含量分别比篱架套袋的高18.33%和15.41%,且棚架的果实酸度较低;2015年测定棚架套袋果实的单宁及花色苷含量分别比篱架套袋的提高22.32%和35.29%,果实果皮红色度显著提高,而2016年夏季较冷凉,棚架套袋果实的总酚、黄烷醇、类黄酮含量分别比篱架套袋降低10.72%、10.97%和45.04%。2015年花后77 d,棚架套袋果实的花色苷单体含量较高,但到花后91 d时,篱架套袋果实花色苷单体含量补偿性增加。成熟果实果皮中均检测到21种花色苷单体,棚架套袋葡萄花色苷双糖苷化、甲基化及总修饰度均高于篱架套袋果实,但有19种花色苷单体含量低于篱架套袋果实。花后63~105 d,除Vv OMT外,棚架与篱架套袋葡萄花色苷代谢途径中Vv UFGT、Vv LDOX、Vv5GT和Vv PPO基因表达变化趋势一致,但相关酶活性差异较大。由此可见,水平叶幕可降低果实微域环境的温湿度,增加套袋果实品质及花色苷单体修饰程度,但降低花色苷单体含量,并影响花色苷代谢途径中相关酶基因的表达量及活性。     

贴梗海棠花青苷组成及其与花色的关系

 以贴梗海棠[Chaenomeles speciosa（Sweet）Nakai]不同花色的24份种质为材料,调查了其花色在CIE L*a*b*表色系的分布状况,利用高效液相色谱—光电二极管阵列检测（HPLC–DAD）和高效液相色谱—电喷雾离子化—多级质谱联用技术（HPLC–ESI–MSn）定性定量分析其花青苷组分,运用多元线性回归方法分析了花色与花青苷组成之间的关系。结果表明,贴梗海棠花瓣中共含有6种花青苷,分别是矢车菊素–3–O–半乳糖苷（Cy3Ga）、矢车菊素–3–O–葡萄糖苷、天竺葵素–3–O–半乳糖苷、天竺葵素–3–O–（半乳糖葡萄糖苷）[Pg3（Ga-G）]、矢车菊素–3–O–（半乳糖葡萄糖苷）以及矢车菊素–3–O–琥珀酸–阿拉伯糖苷（Cy3SucAra）。Cy3SucAra为首次发现。其中,Cy3Ga、Pg3（Ga-G）和Cy3SucAra是决定贴梗海棠花色的主要色素,这3种色素含量的增加导致花色显著变红。基于花青苷的组成信息,探讨了贴梗海棠的花色改良和蓝色花创制的策略。     

全球气候变暖对葡萄和葡萄酒品质的影响

全球气候变暖对葡萄采收期和果实组分有显著影响,从而影响葡萄酒酿造工艺、酿酒微生物、葡萄酒化学和葡萄酒的感官品质。温度升高会使葡萄采收期提前,果实含糖量、钾离子浓度、pH增加,酸度和花色苷总量降低,香气成分发生改变。高温促进果表微生物的繁殖,会导致酒精发酵减缓或中止。由高温带来的氧化速度加快,使葡萄酒颜色发生褐变,并具有氧化味。含糖量过高会对酵母产生渗透胁迫,促进乙酸、甘油等发酵副产物的合成。导致酒精发酵中止的另一原因是钾离子浓度高,同时还会降低酒石酸钾的溶解度。高pH会降低葡萄酒中微生物稳定性,增加腐败的风险,而高酒精度会抑制苹果酸-乳酸发酵,影响葡萄酒的香气和口感。     

Berry anthocyanin content of Cabernet Sauvignon (Vitis vinifera L.) cultivated under rain-shelter systems with different coloured plastic films

Covering vineyards with rain-shelters is an effective viticulture practice to protect grapes from adverse environments, and the rain-shelter can influence radiometric properties, canopy microclimate, and grape berry quality. We investigated the effect of rain-shelter cultivation covered with different coloured plastic films on canopy microclimate and anthocyanins in the skins of Cabernet Sauvignon grape berries through comparison with open-field cultivation (control) of two vintages (2013 and 2014) in northern China. The results show that the highest average temperature and lowest relative humidity were presented by the grape canopies in the open-field cultivation, followed by the colourless, blue, purple, yellow, and red film. Higher infrared radiation was recorded in control plants. The content of sugar in the berries under rain-shelter cultivation (except colourless film in 2013) was significantly higher than that of the control. The concentrations of most anthocyanins were significantly decreased under the yellow and colourless films in the two vintages. The red and purple films increased the concentration of 3?,5?-substituted, methoxylated, and acylated anthocyanins in the grapes in both vintages. The results suggest that the application of such films may be useful for the production of high-quality wine grapes in warm temperate climates with dry winter and hot summer regions.     

葡萄香气物质及其影响因素的研究进展

香气是衡量葡萄和葡萄酒品质的重要指标。葡萄果实及葡萄酒香气的化学成分主要包括萜烯类化合物、降异戊二烯衍生物、芳香族化合物、挥发性脂肪族化合物、含硫化合物和吡嗪类化合物。这些化合物含量、性质及相互之间的平衡,对葡萄及葡萄酒的香气品质具有决定性作用。综述了几种常见香气物质在葡萄及葡萄酒中的特点和含量,并从内因和外因两个角度综述了各种因素(品种、栽培技术、环境条件等)对葡萄果实的香气物质组成及含量的影响,认为干燥的砂质土壤,适当的曝光,冷凉的气候,生长势弱的砧木等更有利于香气物质的形成,同时分析了各种影响因素的研究现状和目前的研究热点。     

Effect of bearing position on phenolics profiles in the skins of four cultivars of grapevine (Vitis vinifera L.)

Summary

The fan-shaped trellis training system, resulting in grapevines (Vitis vinifera L.) with more than two trunks, has been widely used in northern China. The fruiting zone of grapevines trained to the fan-shaped trellis system is distributed from the top to the bottom of the canopy. The phenolics profiles of the skins of ‘Cabernet Sauvignon’, ‘Merlot’, ‘Chardonnay’, and ‘Italian Riesling’ grape berries were analysed to measure the effect of differences in bearing position on the phenolic compound and anthocyanin compositions of grape berries.The results showed that the upper bearing position significantly increased the concentrations of most phenolic compounds in grape berry skins. Among the non-anthocyanin and anthocyanin phenolic compounds identified in this study, the upper bearing position promoted the accumulation of delphinidin-, cyanidin-, and petunidin-glucosides in the skin of the two red grape cultivars. However, lowering the bearing position was associated with greater methylation of anthocyanins, and the flow of photosynthate towards the biosynthesis of kaempferol. These results were correlated with micrometeorological alterations in the canopy at the different bearing positions. The findings of this study suggest that higher bearing positions can increase the accumulation of phenolic compounds in grape berry skins in four different grapevine cultivars.     

葡萄果实降异戊二烯类物质合成调控研究进展

降异戊二烯类物质是构成葡萄果实香气的重要组分,其极低的感官阈值和怡人的花果香味,对葡萄及葡萄酒香气品质具有重要的贡献。综述了葡萄果实中主要降异戊二烯类物质的种类、香气特点、生物合成途径及关键酶、生物合成的影响因素等方面的研究进展,并提出关键酶的调节及相关转录因子、栽培措施的影响等是今后主要的研究方向。     

酿酒葡萄多主蔓扇形不同结果部位果实品质的研究

针对酿酒葡萄多主蔓扇形果实品质存在的问题,以新疆玛纳斯县"赤霞珠"(‘Cabernetsauvignon’)、"梅鹿特"(‘Merlot’)、"霞多丽"(‘Chardonnay’)和"贵人香"(‘Italian riesling’)为材料,分析了多主蔓扇形距离地面不同结果部位成熟果实的还原糖、总酸、花色素苷、单宁、总酚等品质指标。结果表明:多主蔓扇形果穗从距离地面40～120cm以上均有分布,不同层的果实成熟品质差异较大,给酿造优质葡萄酒带来困难;供试4个品种果实主要品质指标均以距离地面较高结果部位的果实更好,上层果实还原糖、花色素苷(红色品种)、单宁和总酚含量极显著或显著高于下层;供试4个品种果实含酸量普遍较低,应引起生产上的重视。建议在酿酒葡萄的栽培中采用结果部位等高的整形方式,有利于保持酿酒葡萄原料品质的一致性。     

‘赤霞珠’‘梅鹿辄’和‘品丽珠’不同营养系果实与葡萄酒挥发性香气成分分析

【目的】为发挥酿酒品种‘赤霞珠’‘梅露辄’和‘品丽珠’不同营养系的优点,筛选香气优良的营养系。【方法】采用顶空固相微萃取结合气质联用技术分析了3个品种共11个营养系成熟果实和葡萄酒中挥发性香气成分。【结果】果实、葡萄酒中香气成分种类分别在64~99种、105~121种,相应的果实与葡萄酒共有成分在60~88种,分为中短链脂肪酸、乙醇酯、醇类、乙酸酯、醛类、单萜和降异戊二烯类、其他7类。除‘赤霞珠’685醇类、191醛类,其余营养系葡萄酒中每类香气浓度均高于果实。果实和葡萄酒中超过阈值的香气成分分别有5种和15种,但不同品种或同一品种不同营养系同一香气气味活性值(OAV值)不同,从而导致其香气特征的差异。‘赤霞珠’685、169和‘梅鹿辄’348果实中苯乙醛、β-大马士酮OAV值高于其他营养系,与花香、甜香味OAV值最大一致;170果实中2-甲氧基-3-异丁基吡嗪(IBMP)OAV值显著高于191,与其植物味OAV值最高一致,且TDNOAV值最高,与其化学味OAV值最高一致。‘品丽珠’c214果实中IBMP>327>409,赋予c214植物味OAV值>327>409,3个营养系中苯乙醛、β-大马士酮OAV值趋势与焦糖味、花香味一致。与其他营养系相比,‘赤霞珠’170、338葡萄酒中较高的己酸乙酯、辛酸乙酯、乙酸异戊酯、苯乙醛和β-大马士酮赋予酒较高的水果味、花香味;‘梅鹿辄’181葡萄酒中较高的辛酸乙酯、己酸乙酯和丁酸乙酯赋予酒较高的水果味、花香味;‘品丽珠’c214中己酸乙酯、丁酸乙酯、乙酸异戊酯OAV值最高,与酒水果味OAV值最高一致,327中IBMP和癸醛OAV值较高,赋予酒植物味高于c214。【结论】根据果实香气特征,‘赤霞珠’685、169、‘品丽珠’327和‘梅鹿辄’348相对较好,根据葡萄酒香气特征‘赤霞珠’338、170、‘梅鹿辄’181和‘品丽珠’409较好。根据其香气特点及市场需要,可进行营养系筛选或酿造工艺改良。     

‘品丽珠’葡萄不同营养系酚类物质差异分析

筛选山东蓬莱产区酿酒葡萄‘品丽珠’黄烷醇、花色素苷含量较高的优良营养系，以期为发挥其酿酒性能提供理论依据。以蓬莱产区品丽珠母本及3个芽变营养系（214、327、623）为试材，采用分光光度计法分析葡萄果皮和种子中总酚、总单宁、总花色素含量，利用高效液相色谱法分析酚酸类、黄酮醇类、黄烷醇类、花色苷单体及白藜芦醇含量。研究结果表明，黄烷醇是种子和果皮中主要的单体酚，其中儿茶素含量最高；二甲花翠素葡萄糖苷是果皮中主要的花色苷。在相同的栽培管理条件和自然条件下，品丽珠不同营养系间的酚类物质差异较明显，相同营养系不同年份间也有显著差异。其中营养系623果皮和种子的总酚、种子的单宁和黄烷醇以及果皮和种子中的酚酸类、单体花色苷含量显著高于其他营养系和母本。     

越橘叶片秋季变色期间花青苷和叶绿素的变化特性

以4年生‘北陆’越橘为试材,对秋季叶色变化期间花青苷和叶绿素的含量和组分进行了研究。结果表明,随着叶色变化,花青苷总量升高,越到后期增幅越大,叶绿素总量下降,初期降幅较大;全绿叶片中解析出5种花青苷组分,随叶色变化组分增多,全红叶片中解析出11种组分,分别属于飞燕草素、牵牛花素、锦葵色素和矢车菊素;飞燕草素–3–O–阿拉伯糖苷、牵牛花素–3–O–葡萄糖苷和牵牛花素–3–O–半乳糖苷是主要的花青苷组分,共同主导了花青苷总量的变化趋势;飞燕草素和牵牛花素总量随叶色变化增加,但比值不变;叶绿素a与叶绿素b变化趋势一致,但叶绿素a含量较高,变化幅度较大。综合分析认为,花青苷积累量的增加和叶绿素积累量的减少是叶片变色的关键因素;飞燕草素与牵牛花素是主要的两类花青素,其含量和配比可能决定了叶片的红色;‘北陆’叶色变化过程中主要积累3种花青苷组分:飞燕草素–3–O–阿拉伯糖苷、牵牛花素–3–O–半乳糖苷和牵牛花素–3–O–葡萄糖苷,影响了花青苷总量及主要色素的配比,进一步影响了叶片颜色。     

脱落酸和2,4-表油菜素内酯对葡萄成熟过程中果实内源激素含量的影响

以酿酒葡萄"赤霞珠"和"烟73"为试材,研究了脱落酸(ABA)、2,4-表油菜素内酯(EBR)和BR生物合成抑制剂油菜素唑(Brz)处理对葡萄果实乙烯生成量、内源生长素(IAA)和赤酶素(GA3)含量的影响。结果表明:外源ABA和EBR处理促进了果实乙烯的释放,同时促进了果实着色,ABA和EBR处理后果实内源IAA和GA3含量略低于对照,但总体无显著差异。在不同浓度EBR处理中,以0.4mg/LEBR处理效果最显著。Brz处理抑制了乙烯的释放,推迟了果实着色,但对果实内源IAA和GA3含量没有显著影响。