葡萄种质资源花穗形状分类标准的建立及其动态发育过程分析

【目的】葡萄是重要的经济果树,果穗形状会影响其经济价值。本研究跟踪调查255份葡萄种质资源的果穗发育过程,建立新的花序形状并完善果穗形状分类标准,为葡萄生产提供理论支撑。【方法】田间跟踪调查255份葡萄种质资源的花穗长宽发育情况,在开花期、果实膨大期以及果实成熟期3个关键时期测量主穗长宽、小穗长宽、小穗角度、果粒横纵径、果粒重以及果柄长,分析果穗形状动态发育过程中各指标变化规律。【结果】基于255份葡萄种质资源的田间调查结果,将花序与果穗形状分为长圆锥、短圆锥、长圆柱、短圆柱并建立新的花序与果穗形状分类标准。调查发现,在葡萄花序发育过程中,52.55%的花序会发生形状变化,以长圆柱花序居多,大多发育为短圆柱果穗。因此,果穗形状形成类型有16种。对葡萄穗长穗宽的分析发现,长圆锥花序在发育过程中具有较高的“稳定性”,对于短圆锥、长圆柱、短圆柱花序而言,穗长对形状影响更大,进一步探究发现小穗长/宽以及小穗角度尤其是上部小穗的长宽与角度是影响花穗形状外缘的主要因素。【结论】本研究将花序与果穗形状分为长圆锥、短圆锥、长圆柱、短圆柱4种,提出了一个花序、果穗的形状分类标准的计算方法,同时对调查数据进行了实际计算与分类。一半以上葡萄花序的形状会发生变化,圆锥花序的形状较稳定。穗长、穗宽、小穗长宽及小穗角度对穗形影响较大,分别表现在影响形状的长宽和外缘,尤其是上部小穗的长宽与角度是影响柱锥判断的最主要原因。小穗角度的变化会影响小穗反映在形状上的有效长度。本研究进一步提出了基于花穗形状的整形修剪方法,可为葡萄的整形修剪提供理论基础。     

基于广泛靶向代谢组学的葡萄种子代谢物鉴定与比较分析

【目的】葡萄种子因富含多种代谢产物而具有较高生物活性。全面鉴定葡萄种子中代谢物组分,比较分析不同品种间代谢物差异,探讨葡萄种子代谢物与果皮颜色和品种起源之间的关系,为深入开发和利用葡萄种子提供参考依据。【方法】以紫红色欧美种葡萄‘巨峰’、浅红色欧亚种葡萄‘魏可’和黄绿色欧亚种葡萄‘黄意大利’成熟期种子为材料,利用超高效液相色谱串联质谱（UPLC-MS/MS）进行广泛靶向代谢组学分析,采用多元统计学等方法鉴定和比较代谢物。【结果】代谢组学数据质量好,组内样品重复性较好,组间样品存在差异。3个葡萄品种种子中共检测到514个代谢物,包括氨基酸、脂类等6类初生代谢物和原花青素、白藜芦醇等20类次生代谢物。不同品种间代谢物种类相似,但含量差异显著。大多数代谢物的相对含量在深色品种‘巨峰’种子中较高,在浅色品种‘魏可’种子中次之,在无色品种‘黄意大利’种子中较低,表明葡萄种子代谢物含量可能与果皮颜色呈正相关。‘魏可’和‘黄意大利’种子代谢物的相对含量较为相近,而均与‘巨峰’种子代谢物的相对含量差异较大,表明葡萄种子代谢物含量可能与品种起源有关。不同葡萄品种间的差异代谢物主要涉及苯丙烷生物合成、花青...     

葡萄BBX基因家族的鉴定与表达分析

BBX转录因子家族参与植物幼苗的光形态建成、开花、光周期调控及避荫反应等,在高等植物的生长发育过程中起到重要作用。为了解葡萄中BBX基因家族功能,本研究利用生物信息学方法对葡萄BBX基因家族成员的数量、结构、启动子、氨基酸特性、染色体定位及基因进化进行分析。结果表明,葡萄BBX家族有25个成员,以酸性蛋白为主;亚细胞定位表明,有4个分泌途径信号肽,VvBBX2、VvBBX5、VvBBX7、VvBBX20;有2个叶绿体转运肽,VvBBX23、VvBBX24;有1个线粒体靶向肽VvBBX1。染色体定位分析发现,25个VvBBXs基因主要分布在1、3、4、5、7、9、11、12、14、18、19共11条染色体上;系统发育进化分析发现葡萄BBX家族成员分为5个亚家族;葡萄与拟南芥的同源性分析发现,葡萄BBX蛋白家族有很强的保守性;在葡萄BBX基因启动子序列中含有光相应元件、激素类响应元件、低温响应元件等多种顺式作用元件。葡萄BBX基因家族在不同发育时期不同葡萄组织中的表达谱显示,该基因家族具有一定时空表达特异性;不同光照条件下,葡萄BBX基因的相对表达量有显著变化,这表明葡萄BBX基因家族与光形态建成及光合作用有着密切的关系。本研究结果为葡萄BBX基因家族的进一步功能分析提供了重要研究基础。