耐盐砧木‘抗砧3号’对葡萄微嫁接苗光合作用的影响

摘要

【目的】系统分析盐胁迫下葡萄耐盐砧木微嫁接苗光合作用的生理及分子响应机制，揭示耐盐砧木微嫁接调控葡萄耐盐性的潜在机制。【方法】以‘黑比诺’盐敏感葡萄为接穗，耐盐的‘抗砧3号’为砧木，通过微嫁接操作获得嫁接苗，将‘黑比诺’自根苗、‘抗砧3号’自根苗及嫁接苗3种葡萄苗移栽到花盆中生长30 d后，用200 mmol/L NaCl处理6 d，测定并比较盐胁迫下‘黑比诺’自根苗和嫁接苗叶片的光合气体交换参数（P_n、G_s、T_r、C_i）、相对叶绿素含量（SPAD）和叶绿素荧光参数（F₀、F_m、F_v/F_m）的变化，并通过转录组测序分析‘黑比诺’自根苗和嫁接苗差异表达基因（DEGs）及其响应特征，基于GO数据库和KEGG数据库对DEGs进行基因功能注释，选择6个DEGs进行RT-qPCR分析，以验证其与转录组数据的匹配性。【结果】在200 mmol/L NaCl处理6 d后，与‘黑比诺’自根苗相比，嫁接苗P_n、G_s、T_r、C_i、SPAD、F0、Fm、Fv/Fm分别显著提升了101.2%,51.9%,51.4%,81.1%,40.7%,58.4%,51.5%和26.9%。盐胁迫下嫁接苗和‘黑比诺’接穗自根苗共有2 704个共同DEGs。这些DEGs主要富集于生物过程、分子功能和细胞组分3大类别，显著富集于光合作用-天线蛋白通路、光合作用通路和光合生物中的碳固定等通路，光合通路中关键基因LHCA6、LHCA5、LHCB4.1、LHCB5、ATPG、ATPD、ATPC、GAPC2和GAPC在嫁接苗中显著上调表达。RTqPCR表明，盐胁迫下嫁接苗中关键差异基因LHCA5、LHCB5、ATPD、ATPC、GAPC2、GAPCP1的相对表达水平与转录组测序TPM值变化趋势一致，佐证了转录组数据的可靠性。【结论】在盐胁迫条件下，葡萄嫁接苗光合通路中关键基因上调表达，光能捕获、电子传递效率和ATP/NADPH合成增强，Calvin循环中的碳固定过程得到优化，光能利用效率与碳固定能力增强，光合性能得到显著改善。

关键词

葡萄 / 耐盐砧木 / 微嫁接 / 盐胁迫 / 光合作用 / 叶绿素荧光 / 转录组分析