干旱和铜胁迫对早黑宝葡萄幼苗生理特性及ADH基因家族的影响

韩凯; 刘畅; 王浩楠; 纪薇

doi:10.13925/j.cnki.gsxb.20250205

果树学报 ›› 2025, Vol. 42 ›› Issue (9) : 1958 -1976. DOI: 10.13925/j.cnki.gsxb.20250205

干旱和铜胁迫对早黑宝葡萄幼苗生理特性及ADH基因家族的影响

韩凯, 刘畅, 王浩楠, 纪薇

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摘要

【目的】干旱胁迫和重金属污染是限制干旱、半干旱地区葡萄产业发展的主要非生物胁迫，且ADH基因家族在干旱、重金属等非生物胁迫中发挥重要作用。研究两者复合胁迫对葡萄幼苗的影响以及鉴定葡萄ADH基因家族具有必要性。【方法】以早黑宝葡萄幼苗为试材，设置干旱胁迫（A）组：使用1/2 Hoagland营养液灌溉；复合胁迫（B）组：在1/2Hoagland营养液中加入200 mg·kg-1CuSO4·5H2O灌溉，模拟铜胁迫。每组设置4个水分梯度：对照组（CK,80%±5%土壤含水量）以及轻度（T1,60%±5%土壤含水量）、中度（T2,40%±5%土壤含水量）和重度（T3,20%±5%土壤含水量）干旱胁迫组，共8个处理，分析复合胁迫对幼苗光合系统、抗氧化酶活性、乙醇脱氢酶活性的影响并基于葡萄全基因组数据对ADH基因家族进行鉴定。【结果】干旱和复合胁迫下葡萄幼苗的净光合速率（Pn）呈下降趋势，气孔导度（Gs）、蒸腾速率（Tr）和胞间CO2浓度（Ci）总体呈先升后降趋势；叶绿素（Chl a、Chl b）和类胡萝卜素（Car）含量显著降低，光化学猝灭系数（qP）下降，非光化学猝灭系数（NPQ）上升；主成分分析显示，不同处理的抗旱能力排序依次为CKA>CKB>T2A>TIA>T2B>T3A>T1B>T3B；丙二醛（MDA）含量显著增加，超氧化物歧化酶（SOD）和过氧化物酶（POD）活性持续上升，乙醇脱氢酶活性（ADH）先降后升；通过生物信息学分析鉴定出53个葡萄ADH基因家族成员，其理化性质及系统进化分析表明，该家族在干旱响应中具有重要功能。【结论】干旱和铜胁迫下早黑宝幼苗光合系统受到损伤，SOD、POD、ADH活性和MDA含量显著升高；相较于干旱胁迫，复合胁迫对葡萄生长造成的危害更大。共鉴定出53个葡萄ADH基因家族成员，它们被分为4个亚组，各亚族ADH基因之间差异较大，但相同亚组之间结构较为保守，相对稳定，本研究结果为葡萄抗旱机制及耐逆品种选育提供了理论依据。