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绿叶挥发性物质(Green leaf volatiles, GLVs)是短链非循环的醛类、醇类和酯类物质,由植物内一系列酶催化多聚不饱和脂肪酸(polyunsaturated fatty acids, PUFAs)产生。GLVs能影响水果和蔬菜的风味及香气,同时GLVs中的C6和C5物质是葡萄酒中挥发性硫醇的前体物质。GLVs在果实成熟期间产生,并在果实创伤后大量释放。脂氢过氧化物裂解酶(Hydroperoxide Lyase, HPL)和醇脱氢酶(Alcohol Hehydrogenase, ADH)是GLVs形成过程中的两种重要酶类。这一生化途径在其他植物中已被定性,被称为GLV途径或LOX-HPL途径,然而GLV途径在葡萄中的研究较少且未被定性。因此对葡萄果实GLV途径中相关基因、酶活及其产物的定性、定量、变化趋势及相关性进行研究和探索具有一定理论价值。本研究鉴定了两种HPL基因,并研究了2011和2012年赤霞珠葡萄浆果发育不同时期、不同组织、创伤及茉莉酸甲酯处理HPL基因及ADH基因的表达、相应酶活性及挥发性产物的变化;目的基因在不同时期、不同处理及不同组织中展现出不同的表达模式;系统发育分析VvHPL1和VvHPL2分别具有13-HPL及9-HPL活性。对不同发育时期赤霞珠葡萄中HPL和ADH基因表达及其酶活性和挥发性产物分析表明,随果实生长发育基因表达、酶活性及挥发性产物变化紧密相关,且呈逐渐升高的变化趋势。叶子与葡萄中主要C6、C9醛类物质变化与VvHPL1、VvHPL2表达水平和13-HPLs、9-HPLs酶活性在葡萄及叶片中的变化趋势相同。VvHPL1、VvHPL2和VvADH2最高表达水平分别出现在叶片、根及卷须中。在花、茎和卷须中VvHPL1表达水平与13-HPLs酶活性变化趋势存在差异,叶片及根中VvHPL1和13-HPLs变化趋势相同。VvHPL2表达和9-HPLs酶活在花中均具有较高水平,变化趋势存在差异。VvHPL2在根中的最高表达水平与其9-HPLs较低水平酶活性及茎中较高的酶活性与其较低的VvHPL2表达水呈负相关。卷须中VvHPL2、VvADH2表达水平和9-HPLs、ADHs酶活性存在一定的正相关性变化。根、叶片和花中VvADH2表达水平及ADHs酶活性呈正相关变化,且与花中主要的C6醇类物质变化相同。葡萄中VvADH2表达水平和ADHs酶活性变化与C6醇类物质含量变化存在差异。不同组织中基因表达、酶活性及特征挥发性产物之间的变化暗示在组织间可能存在基因转录本及酶的转移。创伤能引起HPL和ADH基因表达、酶活性及相关挥发性产物的显著升高。不同基因之间表达变化存在差异,即在创伤不同时期出现基因表达、酶活性和相应挥发性产物最高水平,但基因、酶活性及特征挥发性产物之间变化趋势相同,存在显著相关性。同时,创伤引起葡萄释放的挥发性物质种类及含量显著升高,且释放的挥发性物质种类及含量,如萜烯类物质显著高于未创伤葡萄果皮中的挥发性物质含量。MeJA处理能引起HPL和ADH表达水平及HPLs和ADHs酶活性显著升高,在处理1-3h达到最高表达水平。同时多种挥发性物质在MeJA处理后出现,GLVs含量与基因及酶活性存在相同的变化趋势,即基因表达、酶活性及挥发性产物之间存在显著的正相关性。