二氧化硫?qū)δ炯{格葡萄采后糖含量及糖代謝途徑的影響

常雪花,閆波雯,翟榮臻,張 政,吳 斌,魏 佳,

(1.巴音郭楞職業(yè)技術(shù)學(xué)院,新疆庫(kù)爾勒 841000;2.新疆農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品貯藏加工所,烏魯木齊 830091)

0 引 言

【研究意義】木納格葡萄果皮薄,采后貯藏過程中容易受到機(jī)械損傷、病原菌和真菌的侵害,又因?yàn)槠咸押橇扛哌_(dá)15%～25%[1],長(zhǎng)時(shí)間貯藏[2]會(huì)受到侵染使含糖量下降。二氧化硫(sulfur dioxide,SO2)是常用的鮮食葡萄保鮮劑。目前SO2在葡萄保鮮中的作用研究多集中在提高果實(shí)抗病性方面,但關(guān)于SO2調(diào)控葡萄糖代謝途徑缺乏系統(tǒng)研究。采前不同處理方式會(huì)對(duì)發(fā)育果實(shí)中的糖代謝會(huì)產(chǎn)生影響。研究SO2對(duì)葡萄采后糖代謝機(jī)制的調(diào)控作用,對(duì)優(yōu)化葡萄采后SO2保鮮技術(shù)有重要意義?！厩叭搜芯窟M(jìn)展】賴呈純等[3]研究發(fā)現(xiàn)摘心處理有利于巨峰葡萄果實(shí)糖分的快速積累。王萌等[4]研究發(fā)現(xiàn)蕓苔素內(nèi)酯處理有利于提高糖代謝相關(guān)酶的活性。賀琰等[5]研究發(fā)現(xiàn)采用外源油菜素內(nèi)酯處理葡萄能提高果實(shí)發(fā)育過程中糖代謝酶的活性。【本研究切入點(diǎn)】目前,僅有個(gè)別研究探討SO2類保鮮劑對(duì)葡萄采后糖含量及糖代謝相關(guān)酶活性的影響[6, 7],但并未從分子層面探討SO2對(duì)葡萄采后糖代謝途徑的影響。需研究SO2對(duì)木納格葡萄采后糖含量及糖代謝途徑的影響?！緮M解決的關(guān)鍵問題】運(yùn)用高效液相色譜技術(shù)(High Performance Liquid Chromatography,HPLC)與熒光定量PCR(Real-time quantitative-PCR,qPCR)相結(jié)合方法,分析SO2調(diào)控果實(shí)糖代謝的主要途徑,研究SO2對(duì)葡萄采后糖代謝機(jī)制的調(diào)控作用,為葡萄采后SO2保鮮技術(shù)的優(yōu)化提供重要理論依據(jù)與技術(shù)支撐。

1 材料與方法

1.1 材 料

1.1.1 木納格葡萄

木納格葡萄成熟期(可溶性固形物含量≥18%)采收于新疆阿圖什市商業(yè)果園。采收后用冷藏車立即運(yùn)輸至新疆農(nóng)業(yè)科學(xué)院,在(0±2)℃預(yù)冷24 h,挑選顏色均一、無機(jī)械傷的果實(shí)。

1.1.2 試 劑

蔗糖、葡萄糖、果糖(標(biāo)準(zhǔn)品) (德國(guó)Dr.Ehrenstorfer股份有限公司);十六烷基三甲基溴化銨、酚仿(北京索萊寶科技有限公司);氯仿、異戊醇(天津市致遠(yuǎn)化學(xué)試劑有限公司);氯化鋰(Sigma公司);“TIAN Script RT Kit”試劑盒(天根生化科技有限公司);FastStart Essential DNA Green Master (羅氏公司)。所有試劑均為分析純。

1.1.3 儀器與設(shè)備

AltusA-10型高效液相色譜(美國(guó)PerkinElmer公司);MS105DU型分析天平(瑞士Mettler Toledo公司);LDZX-50KBS型滅菌器(上海申安醫(yī)療器械有限公司);Hettich D-78532型微型離心機(jī)(德國(guó)Hettich公司);OSE-MP25型TGear Plate微孔板離心機(jī)(天根生化科技有限公司);DYY-6D型核酸電泳儀(北京市六一儀器廠);BioPhotometer D30型核酸蛋白測(cè)定儀(德國(guó)Eppendorf公司);Biometra型PCR儀(德國(guó)耶拿分析儀器公司)。

1.2 方 法

1.2.1 原料預(yù)處理

42筐(每個(gè)聚乙烯(PE)筐(35 cm×25 cm×20 cm)中裝約7 kg葡萄)。將42筐葡萄隨機(jī)分為2組:(1)SO2處理(21筐),頂部?jī)?nèi)襯吸水紙和SO2保鮮紙(SO2緩釋型葡萄專用保鮮紙:主要成分為焦亞硫酸鈉,由新疆烏魯木齊格瑞德保鮮科技有限公司提供,經(jīng)中國(guó)綠色食品協(xié)會(huì)許可);(2)對(duì)照組(CK,21筐),置于相同條件下,頂部?jī)?nèi)襯吸水紙。處理后,將所有葡萄放入0.03 mm厚PE袋中,(0±0.5)℃,相對(duì)濕度(RH)為90%～95%,保存60 d。每隔10 d從每個(gè)重復(fù)樣本中隨機(jī)收集50個(gè)水果的樣品,液氮凍樣置于-80℃冰箱保存。

對(duì)照組(0、10、30、60 d)和SO2處理組(10、30、60 d)分別取冷凍樣品各10 g,將其包裹在錫箔紙中并貼上標(biāo)簽。每個(gè)樣品含3個(gè)平行樣本,送公司測(cè)序。分別取葡萄組織分析代謝和基因表達(dá)。

1.2.2 HPLC測(cè)定葡萄中蔗糖、葡萄糖、果糖含量

1.2.2.1 材料預(yù)處理

糖含量分析采用文獻(xiàn)方法[8]。將0.50 g葡萄粉加入50 mL超純水中,超聲30 min, 12 000 r/min,4℃離心30 min,取上清液,過0.22 μm水相濾膜后待測(cè)。每個(gè)處理3個(gè)平行。

1.2.2.2 標(biāo)準(zhǔn)品母液和標(biāo)準(zhǔn)工作液

用純水配制1 000 mg /L蔗糖、葡萄糖和果糖標(biāo)準(zhǔn)品母液,避光儲(chǔ)存于-4℃冰箱。標(biāo)準(zhǔn)品工作液由標(biāo)準(zhǔn)品母液稀釋配制并繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線,濃度梯度為0.10、0.20、0.50、1.00、2.00、5.00和10.00 mg/L。

1.2.2.3 回收率

通過回收率試驗(yàn)評(píng)價(jià)測(cè)定方法的準(zhǔn)確性。取CK組第30 d樣品、SO2處理組第30 d樣品分別添加已知量的標(biāo)準(zhǔn)溶液(各100 mg/L)。每次添加是在葡萄樣品靜置20 min時(shí)加入各標(biāo)準(zhǔn)溶液,在相同色譜下分析,計(jì)算回收率。

回收率(%)=

(1)

重復(fù)測(cè)定(n=3)標(biāo)準(zhǔn)溶液的每一種糖并證明測(cè)定方法的準(zhǔn)確性。保留時(shí)間及峰面積的測(cè)量被用來評(píng)估測(cè)定方法的重復(fù)性及再現(xiàn)性。

1.2.2.4 色譜條件

色譜柱:鈣離子交換柱(安捷倫Hi-Plex Ca 8.0 μm,7.7 mm×300 mm)。

儀器條件:流動(dòng)相:純水;檢測(cè)器:RI檢測(cè)器;柱溫:60℃;流速:0.4 mL/min;進(jìn)樣量:10 μL。

1.2.3 糖代謝相關(guān)基因熒光定量表達(dá)

1.2.3.1 總RNA的提取

木納格葡萄中總RNA的提取方法參考前期研究方法[9]。取200 mg葡萄組織凍樣,放入2.0 mL離心管,依次加入65℃預(yù)熱的十六烷基三甲基溴化銨緩沖液1 mL,震蕩混勻,65℃水浴20 min;加入1 mL體積比為24∶1的氯仿-異戊醇混勻,離心,取上清液;將上清液至于1.5 mL離心管,加1/4體積10 mol/L LiCl,4℃冰箱沉降8～12 h;沉降后,離心,去上清液加入預(yù)冷75%乙醇500 μL,離心去上清液;加入500 μL SSET緩沖液溶解沉淀,轉(zhuǎn)移至1.5 mL離心管;加入等體積的酚仿混勻,離心,上清液轉(zhuǎn)移至1.5 mL離心管;加入等體積24∶1的氯仿-異戊醇,重復(fù)上一步驟;取上清,加入2.5倍體積無水乙醇,混勻;-80℃條件下沉降30～60 min;離心,去上清;加1 mL預(yù)冷75%乙醇漂洗沉淀,離心,重復(fù)2次;添加1 mL預(yù)冷無水乙醇再次漂洗管內(nèi)沉淀,去上清,自然干燥;加入20 μL DEPC-H2O溶解RNA,-80℃保存,待測(cè)。瓊脂凝膠電泳檢測(cè)RNA的完整性,檢測(cè)方法參照前期方法[9]。

1.2.3.2 RNA反轉(zhuǎn)錄

總RNA采用天根“TIAN Script RT Kit”試劑盒反轉(zhuǎn)錄為cDNA。

1.2.3.3 糖代謝相關(guān)基因cDNA片段擴(kuò)增

內(nèi)參基因Actin參照前期設(shè)計(jì)[9],糖代謝基因特異性引物采用DNAman 6.0根據(jù)GeneBank中已登陸的氨基酸保守序列設(shè)計(jì),送往生物公司合成。表1

表1 木納格葡萄糖代謝相關(guān)基因引物序列

1.2.3.4 實(shí)時(shí)熒光定量PCR

采用羅氏FastStart Essential DNA Green Master試劑盒測(cè)定基因表達(dá)水平。

1.3 數(shù)據(jù)處理

使用Sigma Plot 12.5軟件作圖,SPSS 19.0進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。*、**、ns分別表示P<0.05差異顯著、P<0.01差異極顯著和P>0.05無顯著性差異。

2 結(jié)果與分析

2.1 木納格葡萄中蔗糖、葡萄糖和果糖含量的測(cè)定

研究表明,葡萄糖、蔗糖和果糖相應(yīng)的驗(yàn)證參數(shù)。校準(zhǔn)曲線在范圍內(nèi)線性回歸良好(R2=0.994 8～0.999 6)。相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差值介于0.009 0和0.020 0,回收率91.25%～98.00%。建立的測(cè)定方法能夠同時(shí)定量測(cè)定果實(shí)中蔗糖、葡萄糖和果糖的含量。圖1,表2

圖1 HPLC色譜圖-標(biāo)準(zhǔn)品(A)和樣品(B)

表2 HPLC法測(cè)定葡萄中糖的驗(yàn)證參數(shù)

2.2 SO2對(duì)木納格葡萄中蔗糖、葡萄糖和果糖含量的影響

研究表明,貯藏第0 d,葡萄果實(shí)中蔗糖、葡萄糖和果糖含量分別為(8.97±0.07)mg/g、(130.97±0.69)mg/g、(98.20±1.05)mg/g。葡萄果實(shí)蔗糖含量總體呈下降趨勢(shì)。在前30 d,SO2處理組蔗糖含量緩慢下降,30～60 d下降速度加快,貯藏第60 d,SO2處理組與CK組果實(shí)中蔗糖含量分別為(7.93±0.05)、(7.47±0.05)mg/g。SO2處理組葡萄糖含量呈先升高后降低趨勢(shì),第10 d達(dá)到最大值(134.37±0.81)mg/g;而CK組葡萄糖含量始終呈下降趨勢(shì);貯藏第60 d,SO2處理與CK果實(shí)中葡萄糖含量分別為(120.40±1.22)、(114.27±0.87)mg/g。在貯藏過程中,SO2處理組和CK組葡萄果實(shí)中果糖含量變化趨勢(shì)是相同的,0～30 d呈下降趨勢(shì),30 d達(dá)到最低值,分別為(88.97±0.86)、(84.17±0.74)mg/g,30～60 d呈上升趨勢(shì);貯藏第60 d,SO2處理組與CK組果實(shí)中果糖含量分別為(99.90±0.77)、(93.50±0.88)mg/g。SO2處理對(duì)葡萄果實(shí)的蔗糖、葡萄糖和果糖含量有顯著影響,其含量明顯高于CK(P<0.01)。圖2

注:*、**分別表示P<0.05或P<0.01,下同

2.3 總RNA完整性

研究表明,18 s和28 s兩條帶,且28s條帶亮度約為18s條帶的2倍;A260:A280在1.82～1.96,A260:A230大于2.0,提取的總RNA沒有被雜質(zhì)污染且沒有降解。圖3

圖3 木納格葡萄總RNA瓊脂糖凝膠電泳

2.4 木納格葡萄糖代謝相關(guān)基因cDNA片段擴(kuò)增

研究表明,葡萄的糖代謝相關(guān)基因cDNA擴(kuò)增結(jié)果沒有出現(xiàn)雜帶和引物二聚體,條帶清晰且都在100～300 bp,相似程度大于96%,擴(kuò)增產(chǎn)物即為目的基因。圖4

注(Note):泳道M:DNA標(biāo)準(zhǔn)分子量DL2 000;1:VvActin;2,3:VvCWINV;4:VvPGK;5:VvSuSy;6:VvHxK1;7:VvFRK2;8:VvFRK1;9:VvHxK2;10:VvHxK3;11:VvSPS3;12:VvCIN;13:VvSPP1;14:VvSPP2;15:VvSPS1;16:VvPGM;17:VvGPI;18:VvFBA;19:VvGAPDH;20:VvPGMM;21:Vvenolase;22:VvPK

2.5 SO2對(duì)木納格葡萄糖代謝相關(guān)基因的影響

研究表明,qRT-PCR分析的20個(gè)基因與RNA-Seq數(shù)據(jù)變化趨勢(shì)一致。

與第0 d相比,VvCWINV、VvSuSy、VvHxK1、VvHxK2、VvFRK2、VvFBA、VvPGK和VvPK在葡萄中的表達(dá)在貯藏期間有所提高。CK組葡萄在貯藏期間VvCWINV的表達(dá)量增加,而SO2處理組的葡萄在0～20 d,VvCWINV的表達(dá)量持續(xù)增加,在20～60 d基本保持不變。與CK相比,SO2處理組VvCWINV的表達(dá)量較低(P<0.01)。SO2處理組葡萄的VvCWINV表達(dá)在60 d時(shí)比CK組低2.60倍,SO2處理組葡萄的VvSuSy表達(dá)在10 d時(shí)顯著高于CK組(P<0.01),50 d時(shí)顯著高于CK組(P<0.05),60 d時(shí)顯著高于CK組(P<0.05)。在0～20 d,SO2處理組VvHxK1的相對(duì)表達(dá)量明顯低于CK組(P<0.01),30 d時(shí)無顯著性差異(P>0.05)。40～60 d,處理組的VvHxK1表達(dá)明顯高于CK組(P<0.01)。SO2處理組VvHxK2的相對(duì)表達(dá)量明顯高于CK組(P<0.01),表達(dá)量在30 d時(shí)達(dá)到峰值,是CK組的9.38倍,第60 d時(shí)表達(dá)水平高于CK組,但無顯著性差異。在0～20 d,SO2處理組和CK組的VvFRK2相對(duì)表達(dá)量有相似的上升趨勢(shì),SO2處理組的樣品的表達(dá)水平明顯高于CK組(P<0.01)。在20～60 d,SO2處理組VvFRK2表達(dá)水平明顯下調(diào)(P<0.01),呈下降趨勢(shì)。

0～40 d,SO2處理組VvFBA相對(duì)表達(dá)量明顯高于CK(P<0.01),30 d時(shí)達(dá)到最大值,是CK組的2.42倍。CK組中VvFBA表達(dá)水平呈上升趨勢(shì),60 d時(shí)相對(duì)表達(dá)量是SO2處理組的3.60倍。CK組VvPGK表達(dá)水平先升高后降低,在第30 d達(dá)到最高。SO2處理組VvPGK表達(dá)水平呈上升趨勢(shì)。30 d時(shí)的相對(duì)表達(dá)量比CK組低2.61倍,60 d時(shí)的表達(dá)比CK組高2.09倍。CK組和SO2處理組的VvPK表達(dá)水平均呈上升趨勢(shì),差異不顯著(P>0.05)。

與第0 d相比,VvGPI、VvSPS1、VvSPS3和VvHxK3在貯藏期間的表達(dá)水平呈持續(xù)下降趨勢(shì)。VvGPI與VvSPS3的表達(dá)趨勢(shì)相似,在第30 dVvSPS3的表達(dá)顯著高于對(duì)照組(P<0.05),在其余貯藏時(shí)間VvGPI與VvSPS3的表達(dá)水平無顯著性差異(P>0.05)。0～40 d,SO2處理組VvHxK3的表達(dá)水平顯著高于CK組,40～60 d顯著低于CK組(P<0.01)。

SO2處理組與CK組VvSPP2和VvFRK1的表達(dá)趨勢(shì)相似,在0～30 d時(shí)持續(xù)下降至最低,30～60 d時(shí)表達(dá)量有所提高,但始終低于第0 d時(shí)的表達(dá)水平。在SO2處理組中,VvSPP2在第10、20、30和50 d的相對(duì)表達(dá)量,及VvFRK1在第20 d和第30 d的相對(duì)表達(dá)量均顯著高于CK(P<0.05)。

SO2處理組VvSPP1的相對(duì)表達(dá)量顯著高于CK組。SO2處理組第20 d和CK組第10 d,VvSPP1表達(dá)水平開始降低。0～40 d,VvSPP1表達(dá)水平顯著高于CK(P<0.01),第60 d時(shí)顯著低于CK(P<0.05)。

VvCIN表達(dá)水平總體呈下降趨勢(shì)。在貯藏早期,SO2處理組VvCIN的表達(dá)水平的表達(dá)下降緩慢,在20 d時(shí)無顯著性差異。30～60 d時(shí),SO2處理組VvCIN相對(duì)表達(dá)量顯著低于CK(P<0.01)。

VvPGM表達(dá)水平呈先升高后降低趨勢(shì)。SO2處理組VvPGM相對(duì)表達(dá)量在第10 d達(dá)到最大值,而CK組在第30 d達(dá)到最大值。SO2處理組在10～50 d時(shí)VvPGM表達(dá)水平顯著高于CK(P<0.01),在60 d時(shí)無顯著性差異(P>0.05)。

在10、50和60 d SO2處理組VvGAPDH表達(dá)水平顯著低于CK(P<0.05)。20～40 d時(shí),SO2處理組VvPGMM表達(dá)顯著高于CK(P<0.01)。SO2處理組和CK組的VvPK表達(dá)水平均呈上升趨勢(shì),但無明顯差異(P>0.05)。圖5

3 討 論

3.1葡萄果實(shí)含糖量高,糖分積累在果肉(中果皮)細(xì)胞的液泡中,占成熟果實(shí)鮮重的65%～91%[10]。在葡萄中,葡萄糖和果糖占大多數(shù),其他糖如蔗糖、棉子糖、麥芽糖和半乳糖占其余部分[11]。SO2處理可以維持葡萄果實(shí)中較高的糖含量?？扇苄蕴?如葡萄糖、蔗糖和果糖)濃度的增加可以提高植物對(duì)干旱、鹽堿和寒冷等非生物脅迫的耐受性[12]。

植物不能直接利用蔗糖,必須被分解以提供碳和能量。一部分在細(xì)胞外分解,一部分由蔗糖特異性載體運(yùn)輸進(jìn)入細(xì)胞。采后離體組織的CWINV基因的表達(dá)水平會(huì)增高,CWINV可以通過己糖供應(yīng)給韌皮部的伴生細(xì)胞提供能量[13-15]。高CWINV活性是匯組織的一個(gè)特征,通過蔗糖水解促使韌皮部卸載[16, 17]。SO2處理消除了通常由葡萄采后引起的VvCWINV表達(dá)的增加。SuSy和CIN也是植物細(xì)胞質(zhì)中促進(jìn)蔗糖裂解的兩個(gè)主要酶。糖的反應(yīng)機(jī)制通過向細(xì)胞和器官發(fā)送信號(hào)來調(diào)節(jié)蔗糖的代謝,以適應(yīng)光合產(chǎn)物可用性的變化[18]。SO2處理在貯藏前期和后期顯著提高VvSuSy基因的表達(dá),加速水解蔗糖,而VvCIN基因表達(dá)水平在貯藏后期比CK低,在SO2處理組果實(shí)細(xì)胞質(zhì)中,蔗糖的水解在貯藏前期是由2種酶共同控制的,而貯藏后期蔗糖水解主要是VvSuSy基因起作用。果實(shí)中高蔗糖含量主要是由于SO2處理組VvCWINV和VvCIN的相對(duì)表達(dá)量高于CK組。

在貯藏過程中,VvPGM表達(dá)先升高后降低。在貯藏中期,SO2處理組的VvPGM表達(dá)高于CK組,蔗糖含量與VvPGM表達(dá)一致。SO2處理對(duì)VvGPI表達(dá)水平無明顯影響。

SPS活性與蔗糖的有效性有關(guān)[19]。SPS活性所反映的蔗糖合成能力決定了蔗糖的積累,而蔗糖積累是果實(shí)品質(zhì)的重要組成部分[20]。貯藏期間,果實(shí)中VvSPS表達(dá)量和蔗糖含量呈下降趨勢(shì),隨著果實(shí)成熟,VvSPS基因在果實(shí)蔗糖合成中的主要作用減弱。葡萄是非躍變型水果,隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng),其呼吸作用減弱,無法為合成蔗糖所需的底物UDP-葡萄糖提供足夠的ATP。SPP在催化蔗糖生物合成的最后一步中起作用,SPS產(chǎn)生的6-磷酸蔗糖不可逆水解為蔗糖[21]。Salerno等[22]提出,SPS純化過程中存在一種改變SPS催化活性的蛋白被鑒定為SPP,SPS可能與SPP相互作用,從而促進(jìn)更有效的蔗糖合成。雖然SO2處理VvSPP1和VvSPP2表達(dá)水平高于CK組,整體上VvSPS相對(duì)表達(dá)量的降低減少了底物(6-磷酸蔗糖)的含量,導(dǎo)致蔗糖含量的降低。

注:*、**、ns分別表示P<0.05、P<0.01、P>0.05

3.2HxK是一種具有獨(dú)特調(diào)節(jié)功能的雙功能酶,是葡萄糖信號(hào)傳感網(wǎng)絡(luò)的組成部分。酵母菌中,糖信號(hào)傳感器YHxK2的過表達(dá)在轉(zhuǎn)基因植物中能夠增加HxK的催化活性從而降低糖信號(hào)敏感性而導(dǎo)致負(fù)效應(yīng)的產(chǎn)生,過表達(dá)酵母YHXK2雖然可以提高酶催化活性,但在轉(zhuǎn)基因植物中并沒有對(duì)糖信號(hào)有調(diào)控功能[23]。HxK是一種抑制光合相關(guān)基因的糖傳感器[24]。HxK2是EMP途徑第一步的限速酶,具有負(fù)調(diào)控作用。SO2處理組光合作用的增加與VvHxK2表達(dá)水平的提高密切相關(guān),需要進(jìn)一步分析。VvHxK2相對(duì)表達(dá)量的變化與葡萄糖含量的變化趨勢(shì)一致。

葡萄果實(shí)中有兩種不同的果糖激酶同工酶,分別是FRK1和FRK2。FRK2對(duì)果糖的親和力遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于FRK1。高濃度的果糖能抑制FRK2的活性,而不能抑制FRK1的活性[25]。研究中,VvFRK的表達(dá)水平與果糖含量變化之間也存在這種關(guān)系,并且在SO2處理組中表現(xiàn)得更為明顯。

3.3SO2處理組在貯藏第10 d葡萄糖含量的升高主要與VvCIN和VvSuSy表達(dá)水平高有關(guān),而貯藏期間的高葡萄糖含量也與VvSPS1表達(dá)低有關(guān)。SO2處理組貯藏期間的高果糖含量與VvCIN、VvSuSy的高表達(dá)、VvSPS1的低表達(dá)有關(guān)。

EMP是葡萄糖氧化的一個(gè)重要代謝途徑。研究表明,在醛縮酶過表達(dá)的植物中,光合速率的增加導(dǎo)致生長(zhǎng)和生物量的增加[26]。SO2處理使葡萄中VvFBA基因的表達(dá)水平高于CK組,這可能是其能夠促進(jìn)果實(shí)光合作用的原因之一。

研究發(fā)現(xiàn),SO2處理組VvGAPDH的表達(dá)水平低于CK組。需要進(jìn)一步的試驗(yàn)來闡明NADP-甘油醛-3-磷酸脫氫酶在光合作用中的失活機(jī)制[27]。

在植物中,PGKs不僅參與EMP途徑和糖異生途徑,還參與光合碳代謝。Pgk1.1基因低表達(dá)突變體表現(xiàn)出生長(zhǎng)速度緩慢和光合能力下降[28]。經(jīng)過SO2處理后,VvPGK的表達(dá)水平不斷提高,激活EMP途徑,從而增強(qiáng)葡萄收獲后的光合活性。

PGK與PGMM在體外存在相互作用[29]。在CK組中,VvPGMM的表達(dá)在貯藏期間下降。貯藏中期,SO2處理組VvPGMM的相對(duì)表達(dá)量低于CK,導(dǎo)致EMP途徑增強(qiáng)。enolase活性的降低會(huì)影響次級(jí)代謝,但不會(huì)抑制呼吸速率[30]。與CK相比,SO2處理組Vvenolase的表達(dá)水平在整個(gè)貯藏期間都很低,引起了一些次生代謝變化。

丙酮酸通過PK以磷酸烯醇丙酮酸為原料合成。特別是當(dāng)用于輸出和呼吸過程的可用光同化物較少時(shí),PK在調(diào)節(jié)夜間呼吸方面起關(guān)鍵作用[31]。SO2處理對(duì)VvPK表達(dá)水平無明顯影響。

4 結(jié) 論

SO2可以調(diào)節(jié)木納格葡萄采后貯藏中的糖代謝相關(guān)途徑。SO2可以維持葡萄果實(shí)中的蔗糖、葡萄糖和果糖含量,主要是0～10 d時(shí)葡萄糖含量顯著提高。貯藏第60 d,SO2處理組果實(shí)蔗糖、葡萄糖和果糖含量分別比CK組高0.47、6.13、6.40 mg/g。經(jīng)qPCR驗(yàn)證,糖代謝相關(guān)基因的相對(duì)表達(dá)量與轉(zhuǎn)錄組圖譜對(duì)應(yīng)基因的表達(dá)量變化趨勢(shì)一致;SO2主要通過調(diào)控VvCWINV、VvCIN、VvSuSy和VvSPS1基因的表達(dá)水平來維持葡萄果實(shí)的高糖含量;通過調(diào)控VvHxK2、VvFBA、VvGAPDH和VvPGK基因的表達(dá)水平來激活葡萄果實(shí)采后貯藏過程中的光合活性。