水分脅迫對葡萄果實白藜蘆醇合成相關基因表達的影響

席 奔 柳巧禛 呂丹桂 徐偉榮 王振平,2 代紅軍,?

(1寧夏大學農學院,寧夏銀川 750021;2寧夏大學葡萄與葡萄酒教育部工程中心,寧夏銀川 750021)

葡萄(Vitis vinifera L.)為葡萄科葡萄屬木質藤本植物,是世界范圍內重要的經濟類果樹之一。據聯合國糧食及農業組織(Food and Agriculture Organization of the United Nations,FAO)統計,2016年全球葡萄栽培面積達7.1×106hm2,其中我國栽培面積達8.4×105hm2, 占全球栽培面積的 11.8%。白藜蘆醇(resveratrol,Res)是植物次級代謝產生的一種芪類化合物, 存在于 100 多種植物中, 在葡萄、虎杖(Polygonum cuspidatum Sibe.et Zucc)等植物中含量較高[1]。Res 及其衍生物具有抗血栓、抗氧化、抑制腫瘤等多種有益于人體健康的活性功能[2-3],還具有抵抗植物病原菌的作用[4-5]。Res 由苯丙烷類代謝途徑合成,參與合成的酶有苯丙氨酸裂解酶(phenylalanin ammonialyase,PAL)、肉桂酸-4-羥化酶(cinnamic acid-4-hydroxylase,C4H)、4-香豆酸-CoA 連接酶(4-coumarate-CoA ligase, 4CL) 和芪合成酶(stilbene synthase,STS),其中STS 是Res 合成的關鍵酶(圖1)。葡萄STSs 基因家族由48 個基因組成,至少有32 個基因有潛在的生物學功能[6]。H?ll 等[7]發現轉錄因子MYB14 和MYB15 調節葡萄STS 基因的表達,表明Res合成受結構基因和調節基因的控制。Wang 等[8]研究表明,葡萄Res 的合成與積累不僅與葡萄基因型有關,還受外界環境的影響。

水分是限制農業生產的主要因素之一[9]。大量研究表明水分脅迫會導致植物形態和生理生化發生變化,如阻礙植物地上部分生長、降低植物蒸騰及光合作用、導致滲透化合物和離子的積累等[10-12]。Kennedy等[13]研究表明,水分會影響葡萄果實類黃酮物質的積累,進一步影響葡萄與葡萄酒品質。Castellarin 等[14]發現水分脅迫能誘導葡萄果實花青素和酚類物質的積累。但目前關于水分脅迫如何影響葡萄Res 合成與積累的研究尚鮮見報道。……