摘叶、UV滤膜和激素处理对赤霞珠葡萄GLVs代谢产物的影响

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绿叶挥发性物质(Green leaf volatiles)又称GLVs香气,主要是指由不饱和脂肪酸经过脂氧合酶(Lipoxygenase)、脂氢过氧化物裂解酶(Hydroperoxide lyase)等酶催化代谢来的短链的醛、醇类物质,因大多数具有青叶香气而得名。GLVs在葡萄浆果中含量很高,阈值较低,一方面,它可以为葡萄和葡萄酒提供清香气味;另一方面,它通常被认为是一种不成熟的风味。因此,对GLV代谢途径中相关基因、酶活及其产物的定性、定量及变化趋势的研究,对于调控果实和葡萄酒中GLVs具有一定的意义。在课题组前期研究的基础上,本试验以赤霞珠果实为试材,综合考察了激素处理、摘叶处理和UV射线滤膜对果实成熟过程中GLVs产物代谢的影响,可为利用栽培措施调控葡萄果实中的GLVs产物的合成提供理论依据。本试验在宁夏银川贺兰山东麓立兰酒庄葡萄基地开展,设计3个田间处理,(1)激素处理:转色初期对葡萄喷湿0.1mmol的脱落酸(ABA)、茉莉酸(MeJA)、水杨酸(SA)和褪黑素(MT);(2)摘叶处理:葡萄转色后期摘除果穗以上第2片叶片以下的全部叶片;(3)UV滤膜:可以透过不同比例UV射线的覆膜处理(PE膜滤去30%UV,PETG膜滤去30%UV-A和70%的UV-B,PC膜滤去90%UV)。分析了酿酒葡萄果实的糖、酸、酚类物质、不饱和脂肪酸含量、GLV途径中关键酶LOX、HPL活性变化,VvLOX2,VvHPL1两个基因表达量的变化,成熟期果实中主要挥发性成分及C6物质含量。主要研究结果如下:1.四种激素处理均提高了果实含糖量,并降低了总酸含量;成熟期时MeJA处理的果实中的总酚、总花色苷、总黄酮和黄烷-3-醇含量与其他处理组相比均高于其他处理组,其次为MT处理;激素处理降低了果实中不饱和脂肪酸(主要是亚油酸、亚麻酸)的含量,同时处理组的LOX和HPL酶活性均低于对照,酶活性变化先增加后减小;VvLOX2,VvHPL1两个基因表达量在花后12周达最大值,MT的VvLOX2的相对表达量在花后12周时显著高于其他处理组和CK,相对表达量为4.98,CK的VvHPL1的相对表达量在花后12周时显著高于其他处理组,相对表达量为4.08。与对照比较,ABA和MeJA处理增加了GLVs的含量,MT降低了GLVs的含量,SA与CK无显著差异。2.摘叶处理同时提高了果实中的糖酸含量,但对pH值无显著影响。摘叶降低了果实中总酚、总黄酮的含量,分别降低了2.15mg/g和0.56mg/g;有利于总花色苷的积累,但未达到显著。摘叶显著降低了葡萄果实中亚油酸和亚麻酸的含量,分别比对照降低0.53mg/g和0.83mg/g。与对照相比,摘叶处理对LOX和HPL酶活性变化趋势无影响,但酶活性均低于对照。转色前期VvLOX2,VvHPL1两个基因表达量摘叶高于对照,转色后期小于对照。增加了果实中氨基酸衍生物的含量,降低了葡萄香气中GLVs的含量。3.UV滤膜处理提高了果实中糖酸含量。PETG对总酚含量影响较大,而PC则对总黄酮和总单宁影响较大,而PE对酚类物质无显著影响。UV滤膜降低了果实中脂肪酸的含量和不饱和脂肪酸的比例,降低幅度与UV辐射剂量有关,PE、PETG和PC膜分别,滤去了30%UV、30%UV-A与70%UV-B和90%UV。UV滤膜处理未显著改变酶活性的变化趋势。在果实发育过程中,LOX酶和9、13-HPL酶活性呈现先增大后减小的趋势,但降低了酶活性,降低程度与UV辐射剂量有关,PE、PETG和PC膜分别滤去了30%UV、30%UV-A与70%UV-B和90%UV。VvLOX2,VvHPL1两个基因表达量在花后12周达到一个较高水平,在果实成熟期,处理组的表达量均高于对照组。对特征香气组分影响较小,但对香气含量影响显著,显著提高了氨基酸衍生物的含量,降低了葡萄香气中GLVs的含量。4.相关性分析表明,脂肪酸代谢途径是葡萄积累挥发性成分的重要途径,LOX、13-HPL在GLV代谢途径生成C6化合物过程中起到关键作用,而9-HPL在发育过程中虽然和不饱和脂肪酸的积累趋势大致相似,但却未表现显著相关性。
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