[01546143]水分胁迫对酿酒葡萄栽培生理、果实品质形成及其调控机理的研究

1. 本研究首次系统地研究了不同水分胁迫对酿酒葡萄营养生长、果实发育及品质形成的影响,并从分子水平上揭示了适宜水分胁迫有利于酿酒葡萄果实挥发性香味物质、花色苷、白藜芦醇等次生代谢物质的合成与积累机制,获得了葡萄不同生长生育期需水规律：其中,萌芽期-盛花期需水147.6 L/株;盛花期-坐果期需水23.3 L/株;膨大期需水233.3 L/株;转色期-成熟期需水220.5 L/株,若按222株/666.6m2,计算,全生育期葡萄生理需水量为138.68 m3/666.6 m2,为酿酒葡萄品质提升,科学水分管提供了理论依据。 2. 本研究首次揭示了不同水分胁迫对不同叶龄葡萄叶片光合能力的影响,揭示了不同萌发时期的葡萄叶片的光合能力在时空上存在一定差异,随着叶龄的增加,葡萄叶片SPAD及其光合速率呈单峰曲线,展叶越早,葡萄叶片出现光合高峰越晚,叶龄在50d～70d叶片光合能力较强,叶龄在80d以上时光合能力迅速下降;获得了中度水分胁迫在一定程度上有助于提高叶片的光合同化效率,有利于叶片糖分的积累的科学论断,可用于生产实践。 3.本研究首次揭示了大田栽培水分胁迫对赤霞珠葡萄结果枝糖分分配规律,获得了从坐果期到转色期采用中度水分胁迫（灌水量9.7 L/株）、转色期到采收期采用中度（灌水量20.7 L/株）和重度（灌水量8.0 L/株）水分胁迫均有利于糖分的转运和积累,并有利于葡萄果实品质的提升。 4.本研究发现了大田栽培转色前轻度水分胁迫（灌水量28.7 L/株）有利于葡萄果实有机酸的合成,而重度水分胁迫（灌水量9.3 L/株）不利于有机酸合成的规律。采取转色期前中度水分胁迫（灌水量9.7 L/株）和转色后重度水分胁迫（灌水量8.0 L/株）的水分管理制度,可使葡萄果实有机酸含量处于适中水平,有利于获良好的葡萄品质。 5.本研究首次阐明了葡萄转色期后适度水分胁迫有利于酿酒葡萄果实香味物质和花色苷积累的分子机制,无水分胁迫和重度水分胁迫均不利于香味物质和花色苷的合成与积累。 6.本研究证明了大田栽培从坐果期至收获期中度水分胁迫（灌水量30.4 L/株）是通过提高PAL酶和STS酶活性,增加转色期后PAL基因和STS基因表达量,减小了CHS基因表达量来诱导葡萄果实白藜芦醇的合成与积累,同时,内源激素水杨酸可能是连接水分胁迫与白藜芦醇合成积累之间最主要的信号分子。 7.本研究首次揭示了大田栽培中度水分胁迫可有效提高‘玫瑰香’葡萄果实挥发性化合物的种类和含量,有利于果实品质的提升,它是通过提高VvGPPS和VvTPS的基因表达来促进了萜醇类化合物的合成积累,增加了具有清香和果香味的2-己烯醛以及具有玫瑰花香的芳樟醇和大马酮含量,降低了具有刺激性气味的乙酸、甲酸、辛酸、壬酸、2-甲基苯甲醛等化合物的浓度,从而降低了果实风味缺陷。 8.本研究首次揭示了大田栽培转色前是葡萄果实甲氧基吡嗪合成的重要时期,转色期前重度水分胁迫（灌水量9.3 L/株）可抑制果实甲氧基吡嗪的合成,转色后葡萄果实甲氧基吡嗪开始降解,不同种类甲氧基吡嗪降解速度不同。采取转色期前中度水分胁迫（灌水量9.7 L/株）、转色后重度水分胁迫（灌水量8.0 L/株）和转色期前重度水分胁迫（灌水量9.3 L/株）、转色后中度水分胁迫（灌水量19.2 L/株）处理均能有效降低葡萄果实甲氧基吡嗪含量,减少葡萄酒 “青草”气味。 总之,通过本项目从不同层次和方向上研究了水分胁迫对酿酒葡萄栽培生理、果实品质形成规律及其调控机制,全面阐述了水分胁迫对酿酒葡萄栽培生理和果实品质指标的影响,并从分子水平上揭示了适宜水分胁迫有利于提高酿酒葡萄品质的分子机制。并建立起一整套可研究水分胁迫对酿酒葡萄栽培生理和果实品质影响的实验体系,获得了一系列可提高酿酒葡萄品质的水分管理调控技术,所有技术完属于全自主创新,可广泛应用于生产实践,不存在知识产权纠纷问题。