外源碳调控葡萄类黄酮代谢通路响应机制及其对生长的促进作用

为解决外源碳(eCO2)与葡萄类黄酮生物合成关系不明的问题，研究人员通过双因素实验（CO2：380±40 vs 1000 μmol/mol；蔗糖：0 vs 20 g/L），结合转录组与蛋白质组分析，发现38个类黄酮通路相关差异基因（如CHS3、F3H、ANR）和3个差异蛋白（CHS、VIT_11s0037g00570），揭示eCO2通过激活代谢酶表达调控植物生长，为葡萄品质改良提供新靶点。

　　环境因素对植物次生代谢的调控已有广泛研究，但外源碳(eCO₂)如何影响葡萄类黄酮合成仍属未知。为此，研究者设计双因子混合实验：设定CO₂浓度（常压380±40 μmol/mol vs 高压1000 μmol/mol）和蔗糖添加（0 vs 20 g/L），形成四组处理（S1常压+蔗糖、C0高压无糖、S0常压无糖、Cs高压+蔗糖）。通过转录组与蛋白质组联合分析，鉴定出38个显著差异基因（DEGs），其中14个上调基因包括类黄酮-3,5′-羟化酶（LOC100232896等）、花青素O-甲基转移酶（FAOMT）、查尔酮合成酶（CHS3/CHS）等；24个下调基因则涉及白花色素还原酶1（LAR1）、黄烷酮3-羟化酶（F3H）等关键酶。蛋白质组层面发现3个差异表达蛋白（DEPs）：CHS、CHS3和VIT_11s0037g00570。这些结果表明，外源碳可能通过上调类黄酮代谢酶（如DFR、LDOX、CHI）的表达，激活代谢通路，进而调控葡萄生长。该研究为解析碳源对果实品质形成的分子机制提供了新视角。