腐殖酸类可降解液态膜改善葡萄植株抗寒性的转录组分析

摘要

为探究腐殖酸类可降解液态膜（Biodegradable liquid film,BLF）影响葡萄抗冻性的机制，以酿酒葡萄品种‘赤霞珠’的休眠植株为材料，以喷施BLF为处理组，喷施清水为对照组（CK），通过差热分析评价了BLF处理对抗冻性的影响；对不同低温胁迫条件下的葡萄植株进行转录组测序，通过GO和KEGG富集分析确定关键代谢通路，并进一步对碳水化合物代谢相关酶活性和糖类物质含量进行了测定。结果表明：1)BLF处理降低了葡萄冬芽的过冷却温度和结冰温度。2）在-10℃胁迫6 h条件下，CK和BLF组的差异表达基因（Differentially expressed genes,DEGs）数目最多，共同表达的DEGs主要涉及碳水化合物代谢、次生代谢物合成以及植物激素信号转导等通路。3)CK和BLF处理植株的DEGs共富集到23个显著差异通路（P≤0.05），包括信号转导、脂质代谢、碳水化合物代谢、其他次生代谢物的生物合成以及氨基酸代谢等，其中碳水化合物代谢相关通路在多数胁迫条件下均表现出显著（P≤0.05）或极显著差异（P≤0.01）。4)BLF处理上调了纤维素酶、果胶酶、转化酶基因的表达，下调了β-淀粉酶、甘油醛-3-磷酸脱氢酶和乙醇脱氢酶基因的表达。5）对酶活性和糖类物质含量的分析结果表明，BLF处理显著提高了低温胁迫下枝条中β-葡萄糖苷酶、总果胶酶和转化酶的活性（P≤0.05），显著提高了枝条的淀粉、可溶性糖及还原糖含量（P≤0.05），显著降低了β-淀粉酶活性及蔗糖含量（P≤0.05）。综上，BLF处理提高了葡萄植株的抗冻性，其主要与碳水化合物代谢通路的变化有关。

关键词

葡萄 / 腐殖酸 / 低温胁迫 / 转录组测序 / 碳水化合物代谢