葡萄(Vitis.L)种质资源果皮和叶片白藜芦醇含量关联分析

摘要

葡萄（Vitis L.）为葡萄科葡萄属藤本植物，在世界果树生产中占据重要位置。在我国葡萄也是重要的果树树种，我国是葡萄栽培的大国，根据国际葡萄与葡萄酒组织（OIV）统计，2014年，中国葡萄种植面积79.9万公顷，自2000年以来，中国葡萄种植面积占全球种植总面积比已从3.9％升至10.6%。就世界而言，80%的葡萄用于加工，而我国则刚好相反，80%的葡萄用于鲜食。
　　白藜芦醇（Resveratrol，简称Res），是植物体内产生的天然二苯乙烯类多酚物质。对植物Res的研究可追溯到上个世纪中叶，目前已经发现Res至少存在12科31属72种植物中，其中许多可作为人类的食物，如葡萄、虎杖、可可、豆类等。Res最早被认为是植物对真菌侵染、机械伤害、紫外线照射后产生的植物抗毒素的一种。后发现白藜芦醇在植物和动物体上具有明显的生理功能而越来越受到人们的重视。
　　葡萄是人类获取Res的主要潜在来源，研究表明，高Res含量的葡萄通常为野生种，食用品质欠佳，而目前生产上大量栽培的欧亚种和欧美杂交种在自然条件下Res含量较低，其果皮和种籽内的Res含量通常低于2μg/g FW，远远满足不了人们对Res的需求。
　　本试验利用HPLC法连续两年测定了96个葡萄种质资源（51个野生葡萄株系、41个鲜食葡萄品种和4个酿酒葡萄品种）的果皮和叶片中的白藜芦醇含量，并在此基础上结合SSR技术进行高Res含量相关基因的全基因组关联分析，找到与Res相关基因的SSR标记，以此发掘、保护我国野生葡萄的优异基因源，奠定葡萄Res生物合成的理论基础，促进功能性葡萄产业稳定、持续发展。主要试验结果如下：
　　(1)发现一些果皮Res含量较高的葡萄种质资源，野生葡萄株系：‘双溪腺枝葡萄03’（2013年达67.82μg·g-1FW，2014年达68.44μg·g-1FW）、‘芷江水腺枝葡萄’（2013、2014年分别达44.68μg·g-1FW和45.87μg·g-1FW）、‘塘尾葡萄实生’、‘双溪腺枝葡萄01’等。栽培种葡萄品种：‘紫鸡心’（2013年达11.29μg．g-1FW，2014年达12.63μg．g-1FW）、‘亚历山大’（2013年资源圃无果未检测，2014年11.46μg．g-1FW）、‘普列文玫瑰’、‘早甜玫瑰香’、‘凤凰51’、‘香妃’等。
　　(2)发现一些叶片Res含量较高的葡萄种质资源，野生葡萄株系：‘高山二号’（2013、2014年分别为10.27μg·g-1FW和11.69μg·g-1FW），‘冯举沟桑叶葡萄03’（2013、2014年分别为9.28μg·g-1FW和10.37μg·g-1FW），‘武汉刺葡萄’、‘嵩县桦叶葡萄’、‘华东葡萄1057’等。栽培种葡萄品种：‘紫丰’（7.60μg·g-1FW）、‘香槟’（5.81μg·g-1FW）、‘奥利文’、‘郑果6号’、‘87-1’、‘郑州早玉’等。
　　(3)所测定的野生葡萄种质资源中约60%的株系的果皮中Res含量高于叶片，栽培种葡萄中约38%的葡萄品系（种）叶片Res含量高于果皮。
　　(4)对于野生葡萄，两年间气象条件有明显差异的情况下，不同年份同一株系葡萄果皮Res含量在两年间的变化幅度较小，年度间含量表现稳定；不同年份同一株系叶片中Res含量出现差异。
　　(5)栽培种葡萄果皮中白藜芦醇的含量对天气的变化更加敏感，其中鲜食葡萄两次集中的结果显示出明显的区别，2013年7月下旬采摘的葡萄果皮Res含量普遍高于2014年同期，而2013年8月上旬采摘葡萄果皮Res含量普遍低于2014年同期。栽培种葡萄叶片中白藜芦醇的含量也表现出对天气变化的敏感性，成熟叶片的采集均在7月15日，整个栽培种葡萄叶片2013年Res含量明显高于2014年，产生这一现象的原因可能是2013年7月上旬郑州地区持续半月的阴雨天气。
　　(6)结合葡萄Res含量数据与SSR标记技术我们对葡萄Res含量性状进行了关联分析得出，与葡萄果皮Res含量关联的标记有Sh74、Sh53、Sh71，其中Sh74在2013年和2014年两年的分析中与果皮Res相关的表型解释率均高于5%；与葡萄叶片Res含量关联的标记有Sh74、Sh28、Sh58、Sh68、Sh74，其中Sh28在2013年和2014年两年的分析中与叶片Res相关的表型解释率均高于5%。结合两年的Res含量，引物Sh74L（Forward primer：5′-ACTCTACTTCCTATGGACGAA-3′，Reverse primer：5′-GTTGTTGTTGTTGTTTGCAG-3′）是一个显著的控制果皮和叶片中白藜芦醇含量的SSR标记，以及在年度间稳定存在的控制叶片Res含量的SSR标记引物Sh28（Forward primer：：5′-TCTCAATAAACCAACTCT-3′，Reverse primer：5′-ACGTGGCTCTTATAATAC-3′）。

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中文摘要

第一章 文献综述

1. 葡萄资源概况

2. 白藜芦醇研究概况

3. SSR标记及其在葡萄中的应用

4. 关联分析

5. 试验目的与意义

第二章 中国野生葡萄果皮和叶片白藜芦醇含量测定

1 引言

2 材料与方法

3 结果与分析

4 讨论与结论

第三章 栽培种葡萄果皮和叶片白藜芦醇含量测定

1 引言

2 材料与方法

3 结果与分析

4 讨论与结论

第四章 葡萄白藜芦醇含量与SSR标记的关联分析

1 引言

2 材料与方法

3 结果与分析

4.讨论与结论

参考文献

英文摘要

附表1 引物信息

附表2 葡萄果皮Res含量

附表3 葡萄叶片Res含量

附表4 SSR标记统计结果