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武汉植物园在葡萄冬芽抗寒性的研究中取得新进展

点击次数:82 发布时间:2020-11-23

我国北方葡萄主栽区属于大陆性气候,冬季低温干旱。不同葡萄品种因抗性差异在冬芽上的表现尤为显著,抗性品种凭借复杂的代谢机制安全渡过寒冬,而不同品种间的冬芽的物质代谢和能量变化差异还未见报道。

为揭示不同抗寒性的葡萄在田间冷驯化过程中的抗性机制,中国科学院植物种质创新与特色农业重点实验室、武汉植物园植物多样性与进化学科组研究人员选用抗寒葡萄野生种Vitis amurensis(Va)和欧亚种Vitis vinifera(Vv)在中科院植物研究所10月和12月的冬芽作为材料,通过iTRAQ标记的HPLC-MS/MS技术进行蛋白质组学的测定,共检测到6639种蛋白质。差异分析显示有382种蛋白质上调,524种蛋白质含量下降。相较于Vv,抗性品种Va含有较少的差异蛋白。通路分析表明两个品种的蛋白调控和能量代谢通路变化都较为显著。苯丙素的生物合成通路在Va中显著上升,而在Vv中呈下降趋势。Vv中能量代谢和生物学过程等显著富集。其中谷胱甘肽代谢途径显著上调而各种次生代谢途径显著下调,这与Va中的代谢机制显著不同。冷驯化后以苯丙氨酸解氨酶(PAL)为代表的苯丙素生物合成的关键蛋白在Va中显著上调,而该通路蛋白在Vv中呈下降趋势,表明此通路的差异可能是两个葡萄品种抗性差异的原因之一。对12个基因进行qRT-PCR定量分析发现部分转录组和蛋白质组数据之间具有一致性。该成果为今后葡萄的抗性研究提供有力的基础。

上述研究成果以 “Proteomic variation in Vitis amurensis and V. vinifera buds during cold acclimation” 为题发表在国际学术期刊Scientia Horticulturae。博士研究生Valerie F. Masocha和硕士研究生李青云为本文的作者。该研究项目得到国家重点研发计划(2018YFD1000300)等项目的资助。

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