外源GA对夏黑葡萄果梗代谢的影响

摘要

利用赤霉素（GA）蘸穗处理葡萄是促进果实膨大的重要途径，研究葡萄膨大期间，外源GA诱导的葡萄果穗花梗器官代谢生理变化，可为科学解释GA处理后花梗与果实的协同发育机制提供依据。以夏黑葡萄为材料，在葡萄盛花期（FFS）分别用15、0 mg/L GA蘸穗处理果实，在处理后的第7天（FFS15-1、FFS0-1）、第20天（FFS15-2、FFS0-2）采样2次；于果实膨大期（FES）在前期的处理基础上再用25 mg/L GA进行第2次处理，并于处理后第7天采样（FES25），采用液相色谱-质谱（LC-MS）检测、鉴定、筛选、注释差异代谢物（SDM）和被富集的代谢途径（MPSE）。结果表明，FFS15-1与FFS0-1相比，出现54种差异代谢物，且上调的SDMs有31种，多具有抗氧化活性，其中，4-coumaric acid参与Phenylpropanoid biosynthesis途径，可加剧木质素的积累；下调的SDMs有23种，主要为氨基酸类，且参与aminoacyl tRNA biosynthesis途径，有利于氮素转运。FFS15-2与FFS0-2相比，上调的SDMs有42种，多与氮素转运、转化有关，表明该时期葡萄对氮素需求强烈。FES25与FFS0-2相比，出现33种SDMs，其中，Indole-3-acrylic acid、Indole-4-carboxaldehyde显著上调，主要起生长调节作用，可能是外源GA处理花梗后的核心代谢产物，直接促进果实膨大和坐果；而FES25与FFS15-2相比，仅产生9个SDM，表明二者间的代谢特征相似，但Trigonelline和（15Z）-9,12,13-Trihydroxy-15-octadecenoic acid显著下调，可缩短细胞周期，加速花梗细胞分裂促进生长。葡萄开花后期至膨大初期，用GA蘸穗处理后，果粒迅速膨大，代谢物Indole-3-acrylic acid、Indole-4-carboxaldehyde运输至果实后有助于提高坐果率，代谢物Trigonelline和（15Z）-9,12,13-Trihydroxy-15-octadecenoic acid显著下调可加速器官发育，这与此期果实膨大需求相一致。

关键词

葡萄花梗 / 外源赤霉素 / 差异代谢物 / 液相色谱-质谱 / 代谢途径 / 协同代谢机制 / 果实膨大