【摘 要】
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盐胁迫是限制农作物生产的主要非生物因素之一,严重影响葡萄等园艺作物的正常生长发育,而光合作用是植物对盐逆境最为敏感的生理过程。Lhc与色素结合形成捕光色素蛋白复合体,参与光合作用过程中光能的捕获和传输,并在盐胁迫和光质下Lhc基因表达。光质在植物的生长发育、光合作用及抗逆性方面起着重要的作用。与单一红/蓝光相比,红蓝组合光可提高葡萄叶片净光合速率,增强光合能力。目前,光质在葡萄（Vitis vin
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盐胁迫是限制农作物生产的主要非生物因素之一,严重影响葡萄等园艺作物的正常生长发育,而光合作用是植物对盐逆境最为敏感的生理过程。Lhc与色素结合形成捕光色素蛋白复合体,参与光合作用过程中光能的捕获和传输,并在盐胁迫和光质下Lhc基因表达。光质在植物的生长发育、光合作用及抗逆性方面起着重要的作用。与单一红/蓝光相比,红蓝组合光可提高葡萄叶片净光合速率,增强光合能力。目前,光质在葡萄（Vitis vinifera L.）抗逆方面的研究鲜有报道。本实验以耐盐性较弱的酿酒葡萄品种‘赤霞珠’（Cabernet Sauvignon）和耐盐性较强的葡萄砧木‘LN33’（Vitis rupestris）幼苗为材料,进行盐胁迫和红蓝光5个处理:CK（蒸馏水+白光）、T0（200 mmol/L NaCl+白光）、T1（200 mmol/L NaCl+3红光（R）:7蓝光（B））、T2（200 mmol/L NaCl+5红光（R）:5蓝光（B））、T3（200 mmol/L NaCl+7红光（R）:3蓝光（B））,从盐胁迫下葡萄幼苗光合特性、抗氧化系统、Na+和K+含量及葡萄叶绿素a/b结合蛋白基因家族的表达分析等方面探究盐胁迫下葡萄幼苗对光质的响应。结果表明:1.通过对处理第0 d和5 d葡萄幼苗的叶绿素含量、叶绿素荧光参数和光合参数的测定分析发现:200 mmol/L NaCl处理显著降低了‘赤霞珠’和‘LN33’葡萄叶片叶绿素a（Chla）和叶绿素b（Chlb）含量与Chla/b,气体交换参数（净光合速率（Pn）、蒸腾速率（Tr）、气孔导度（Gs）、胞间CO2浓度（Ci））,最大光化学效率（Fv/Fm）和单位反应中心电子传递能（ETo/RC）。不同红蓝光处理（T1、T2和T3）与T0相比,提高了‘赤霞珠’和‘LN33’Chla和Chlb含量及Chla/b,Fv/Fm和ETo/RC,Pn、Gs、Tr和Ci。2.通过测定和对比处理第0 d和5 d的SOD、POD和CAT活性以及MDA和可溶性蛋白的含量。结果发现,200 mmol/L NaCl处理下,‘赤霞珠’和‘LN33’通过SOD活性下降,POD、CAT活性升高,MDA与可溶性蛋白含量升高,来维持细胞内的稳态和细胞膜稳定性。T1处理下‘赤霞珠’和‘LN33’的POD活性均高于T2和T3,T3处理SOD、CAT活性和MDA含量高于T1和T2,表明适当增加红蓝组合光中蓝光比例有利于POD活性的提高,而红光较多时有利于MDA含量的减少,维持细胞膜的稳定性。3.通过测定光质处理第5 d时K+和Na+的含量并分析K+/Na+比值发现,200mmol/L NaCl处理下,Na+含量升高,K+含量下降,K+/Na+比值降低,破坏了‘赤霞珠’和‘LN33’的离子平衡,盐胁迫下积累了大量的Na+,而K+的吸收受阻;光质处理下‘赤霞珠’和‘LN33’根和叶中K+含量升高,Na+含量降低,K+/Na+比值升高且在T3处理下变化最明显,表明红蓝光质中红光比例的增多有利于葡萄幼苗K+的吸收,将Na+截留在茎中,减少叶片中Na+含量,维持叶片中离子平衡。4.利用生物信息学方法对葡萄所有叶绿素a/b结合蛋白基因家族成员进行比对鉴定及分析显示:葡萄叶绿素a/b结合蛋白基因家族一共包括20个基因,系统发育分析发现,这些基因主要分为2个主要的亚族,其中16个叶绿素a/b结合蛋白基因位于叶绿体,4个位于细胞膜,它们分别定位于13条染色体上;每个VvLhc都有1～9个不同数量的motif,motif1、motif2、motif4、motif6和motif8在多数VvLhc家族高度保守;基因结构显示,部分叶绿素a/b结合蛋白存在不同数量的外显子,其中VvLhcb12有7个外显子;叶绿素a/b结合蛋白基因家族上游序列存在多种顺式作用元件,包括光响应、激素应答、逆境响应、组织特异性表达四大类。根据qRT-PCR结果分析,该家族绝大多数成员在盐胁迫下显著差异表达,且‘赤霞珠’和‘LN33’中表达不一致;红光比例较多的T3处理下绝大多数基因显著上调表达,表明Lhc家族成员对盐胁迫和红光的应激作用明显,且因品种不同而不同。
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