【摘要】：葡萄(Vitis vinifera)是世界上最重要的水果之一。中國鮮食葡萄產(chǎn)量居世界首位(葡萄種植面積居世界第二位),占世界鮮食葡萄總產(chǎn)量的34%。葡萄是溫帶地區(qū)一年收獲一次的夏季水果。然而,近年來,華南地區(qū)采用修剪和化學(xué)破眠處理,嘗試實(shí)行一年兩季栽培制度,并逐漸推廣。為進(jìn)一步深入研究夏季果和冬季果果實(shí)發(fā)育差異,開展了設(shè)施葡萄一年兩熟果實(shí)發(fā)育比較分析及環(huán)境調(diào)控,以及用轉(zhuǎn)錄組技術(shù)探究了葡萄花青素合成的分子機(jī)理,獲得如下結(jié)果:1.環(huán)境因素對(duì)葡萄品質(zhì)影響很大。其中,設(shè)施葡萄園的水分含量對(duì)成花及果實(shí)品質(zhì)的影響研究較少。本研究比較設(shè)施葡萄園不同海拔(低、中、上的海拔分別為192m、202m和海拔212m)的土壤水分及其對(duì)一年兩熟不重疊栽培的“夏黑”(Vitis vinifera L.×V.labruscana L.)葡萄葉綠素?zé)晒狻a(chǎn)量和品質(zhì)性狀的影響。葡萄園不同海拔的土壤含水量差異顯著,以下部葡萄園最高,上部葡萄園最低。由于兩個(gè)季節(jié)土壤水分的變化,中上部果園的葡萄葉片葉綠素?zé)晒鈩?dòng)力學(xué)曲線的J、I、P相的熒光強(qiáng)度較下部果園顯著增加。土壤水分對(duì)兩季葡萄葉片葉綠素a初始熒光(F_o)、PSII潛在活性(F_v/F_m)最大熒光(F_m)、PSⅡ最大光化學(xué)效率(F_v/F_m)、的影響差異顯著,以上部葡萄園的F_o最高,下部葡萄園最低,而上部果園葉片的F_m、F_v、F_v/F_m則顯著低于下部果園;夏季葉片的F_v、F_v/F_m和Fm顯著高于冬季葉片。在冬夏兩季中,中部葡萄園的土壤產(chǎn)量顯著高于上部葡萄園和下部葡萄園。中部果園的果穗數(shù)、穗重、單果重和單株產(chǎn)量顯著高于上、下部果園;下部果園的果實(shí)可溶性固形物(TSS)含量顯著低于中上部果園,而有機(jī)酸含量則顯著高于中上部果園。冬季果的穗重、單果和單株產(chǎn)量中顯著小于夏季果,而TSS含量顯著高于夏季果。夏季、冬季葡萄園土壤(0-20cm)和(20-40cm)的有效含水量分別保持在37%和%50%、27%和35%有利于不重疊兩熟果的生產(chǎn)。2.研究了疏花穗和疏果對(duì)夏黑葡萄酚類化合物含量、抗氧化活性及果實(shí)品質(zhì)的影響。結(jié)果表明,與對(duì)照組相比,疏花穗、疏果和疏花穗+疏果處理均顯著降低產(chǎn)量,以及顯著增加可溶性固形物含量及酚類化合物、類黃酮、花青素等抗氧化活性物質(zhì)含量。夏季果產(chǎn)量高于冬季果,夏季果和冬季果的品質(zhì)參數(shù)差異顯著。3.研究了摘葉處理和疏果處理對(duì)果實(shí)品質(zhì)及花青素的生物合成相關(guān)基因表達(dá)的影響研究。結(jié)果表明,與對(duì)照相比,摘葉處理+疏果處理顯著增加了葡萄果皮中總可溶性固形物和花青素含量;與夏季果相比,冬季果轉(zhuǎn)色期至成熟期(E-L 35 to E-L38)的花青素生物合成大多數(shù)基因的表達(dá)顯著上調(diào)。4.對(duì)夏季果和冬季果的三個(gè)發(fā)育階段(E-L 33,36和38)進(jìn)行轉(zhuǎn)錄組分析,比較了葡萄皮中花色素苷生物合成相關(guān)基因在轉(zhuǎn)錄水平上的調(diào)節(jié)作用。結(jié)果表明,在轉(zhuǎn)色前至轉(zhuǎn)色期、轉(zhuǎn)色期至成熟期兩個(gè)發(fā)育階段,夏季果有581和1668個(gè)基因上調(diào),冬季果1001和2577個(gè)基因上調(diào)。通過功能分類富集和差異基因表達(dá)(DEGs)模式分析,篩選出16個(gè)基因作為候選基因。其中,在夏、冬兩季中,PAL2、GST2、CHS2、CHS3、CHI、F3′H,DFR、LAR、FLS、3GT基因與其它階段相比,在成熟期的表達(dá)有顯著差異。而PAL2、CHI、CHS2、F3′H、3GT基因和DFR基因在夏季上調(diào),而F3′5′H、CHS1、CHS3、FLS、LAR和GST2基因在冬季上;除了F3′H,3GT和5GT 3個(gè)基因外,qRT-PCR驗(yàn)證結(jié)果和轉(zhuǎn)錄組分析結(jié)果基本一致。與夏季相比,花青素相關(guān)基因在冬季表達(dá)較多。這種差異主要是因?yàn)闇囟�、光照和降雨量的季�?jié)性變化。本文報(bào)道的數(shù)據(jù)結(jié)果將為了解“夏黑”葡萄品種中花青素的積累提供有價(jià)值的資源�？傊�,研究結(jié)果表明季節(jié)變化顯著影響葡萄的產(chǎn)量和質(zhì)量,并且發(fā)現(xiàn)冬季果在酚類物質(zhì)、抗氧化物質(zhì)活性和轉(zhuǎn)錄調(diào)控等所有質(zhì)量方面比夏季果好。疏花穗+疏果和疏果+摘葉處理對(duì)提高葡萄產(chǎn)量和品質(zhì)效果較好。因此,本研究豐富了設(shè)施葡萄一年兩熟栽培(不重疊)優(yōu)質(zhì)生產(chǎn)理論研究,并提出了在亞熱帶地區(qū)種植鮮食葡萄獲得高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)果實(shí)的潛在價(jià)值。
【學(xué)位授予單位】：福建農(nóng)林大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：S663.1;S628
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本文編號(hào)：2678685