赤霞珠葡萄黃化突變體生理特性及相關(guān)基因分析.pdf

1、本試驗(yàn)以釀酒葡萄赤霞珠品種(vitis vinifera cv Cabernet Sauvignon)的單側(cè)臂黃化突變體（新梢、葉片及果實(shí)均黃化）為材料，通過分析其光合作用、葉綠素、熒光參數(shù)、葉片超微結(jié)構(gòu)及13C、15N的吸收調(diào)配，初步探明了赤霞珠黃化突變體光合機(jī)制及氮素營養(yǎng)代謝運(yùn)輸關(guān)系；通過突變株碳水化合物、礦質(zhì)元素、次生代謝物質(zhì)及相關(guān)酶類測(cè)定，基因芯片分析等，為研究突變體生理功能及分子機(jī)制提供了理論依據(jù)。主要結(jié)果如下：
　　

2、 1.赤霞珠黃化突變體的葉片淡黃、薄脆，葉綠素a、葉綠素b、類胡蘿卜素及葉黃素含量均顯著低于另側(cè)綠枝葉，黃化成熟葉片分別為綠枝葉片的1.27％、1.10％、7.55％和5.65％；且成熟黃化葉片色素含量低于黃化新葉。
　　 2.赤霞珠黃化突變體葉片細(xì)胞結(jié)構(gòu)存在缺陷。黃化葉內(nèi)溶物含量少，葉綠體的數(shù)目?jī)H為對(duì)照株的38.5％；突變體葉綠體形狀不規(guī)則，無類囊體結(jié)構(gòu)，嗜鋨顆粒較多，無淀粉粒；超微結(jié)構(gòu)觀察黃化葉片膜系統(tǒng)不完整，核膜、葉綠體膜

3、、線粒體膜均有部分融合現(xiàn)象，胞間連絲增多，沒有發(fā)現(xiàn)病毒性顆粒和外源性病原體。
　　 3.突變體葉片的光合性能大幅度下降,2009年7月末測(cè)定黃化枝葉片凈光合速率Pn和水分利用率WUE僅為綠枝葉的3.66％和8.24％，蒸騰速率Tr為綠枝葉的43.22％，但氣孔導(dǎo)度Gs變幅不大；黃化突變體的PSⅡ反應(yīng)中心活性下降，F(xiàn)o、Fv、Fv/Fm、Etr、ΦPSⅡ和qP分別為綠枝葉的38.78％、4.09％、55.96％、63.61％、64

4、％和80.39％；黃化葉片的PSII反應(yīng)中心耗散過剩的激發(fā)能能力顯著增強(qiáng)，NPQ升高了11.50％；黃化枝新葉中葉黃素庫(V+A+Z)僅為綠枝葉的9.17％，但與葉片耗散過剩光能的能力大小有關(guān)的葉黃素循環(huán)效率(A+Z)/(V+A+Z)和綠枝沒有顯著差異。
　　 赤霞珠突變體綠枝葉光合性能與對(duì)照株沒有顯著差異，但PSⅡ反應(yīng)中心活性(Fv)比對(duì)照株葉片高31.84％；綠枝葉片PSII反應(yīng)中心耗散過剩光能的能力(NPQ)也高于對(duì)照株葉

5、片14.23％；綠枝葉葉黃素庫(V+A+Z)為對(duì)照株的1.85倍，但葉黃素循環(huán)效率(A+Z)/(V+A+Z)與對(duì)照株沒顯著差異。
　　 4．13C示蹤試驗(yàn)表明黃化下部新梢碳素征調(diào)能力強(qiáng)，δ13C值分別是未標(biāo)記的上部綠梢葉、下部綠梢葉的8.88及45.84倍。突變體葉片對(duì)15N的吸收征調(diào)能力為綠枝葉的1.3倍；突變體果實(shí)對(duì)15N的吸收征調(diào)能力達(dá)到綠枝果實(shí)的83％。突變體對(duì)氮素營養(yǎng)進(jìn)行了遠(yuǎn)距離的調(diào)運(yùn)來滿足自身的生長(zhǎng)需求，異養(yǎng)特征明顯

6、。突變體枝條細(xì)弱，髓心比大，枝條不充實(shí)，葉片脫落提前，植株有越冬性障礙以致最終死亡。
　　 5.突變體黃化果穗小，果實(shí)單粒重、種子重量均顯著低于對(duì)照；黃化果實(shí)可溶性固形物、可溶性糖、可溶性蛋白的含量分別為對(duì)照株的66.67％、60.67％和47.14％；可滴定酸含量顯著高于對(duì)照，為對(duì)照的1.92倍。高效液相色譜法測(cè)定赤霞珠果實(shí)糖酸種類發(fā)現(xiàn)，黃化果實(shí)果糖、葡萄糖含量為對(duì)照株的65.37％、65.78％，蔗糖含量差異不顯著；黃化果實(shí)

7、中的酒石酸含量為對(duì)照的76.71％，草酸、蘋果酸、乳酸、乙酸、檸檬酸含量為對(duì)照的3.69、4.26、2.71、2.20和1.84倍，琥珀酸含量沒有顯著差異。
　　 6.赤霞珠黃化果實(shí)果皮花青素含量極顯著低于對(duì)照株果實(shí)，而果皮中苯丙氨酸解氨酶活性顯著高于對(duì)照；黃化突變體果皮果肉中總酚含量較高，多酚氧化酶的活性極高，而黃化葉片類黃酮、總酚含量顯著低于對(duì)照株。
　　 7.采用基因芯片技術(shù)檢測(cè)了赤霞珠黃化葉片及果實(shí)的基因表達(dá)譜，