综述：组学技术在葡萄胁迫生物学中的应用：连接分子见解与气候变化下的可持续葡萄栽培

本综述系统阐述了多组学技术（基因组学、转录组学、蛋白质组学、代谢组学等）在解析葡萄应对生物与非生物胁迫分子机制中的前沿进展，为培育抗逆品种和优化栽培策略提供了关键靶点与通路依据，对推动气候智慧型葡萄产业可持续发展具有重要指导意义。

　　

引言

葡萄（Vitis vinifera）作为全球重要经济作物，正面临气候变化引发的多重胁迫挑战。非生物胁迫（如干旱、盐害、极端温度）与生物胁迫（如真菌病原体Botrytis cinerea和Erysiphe necator）的协同作用严重影响葡萄产量与品质。近年来，多组学技术的整合应用为揭示葡萄胁迫应答的分子机制提供了全新视角。

气候变化下的全球葡萄产业展望

传统葡萄栽培依赖于特定气候条件（13-21°C），但气候变暖导致产区分布变化。例如，Pinot Noir适宜冷凉气候（14-16°C），而Cabernet Sauvignon更耐高温。气候波动还会改变葡萄物候期、产量及葡萄酒风味特征，同时冬季变暖加剧病虫害爆发风险。

协同胁迫互作机制

葡萄常面临单一、多重或复合胁迫。复合胁迫（如干旱与高温协同、病原体同时侵染）会引发独特分子响应。例如，核桃褐顶坏死病由Fusarium和Alternaria真菌与干旱协同引发，类似机制在葡萄中亦存在。多组学研究发现，复合胁迫会激活特异性基因模块和代谢通路，与非叠加效应显著不同。

葡萄胁迫信号传导的分子机制

脱落酸（ABA）在干旱和盐胁迫响应中起核心调控作用。组学研究揭示了ABA介导的基因表达网络，包括热激蛋白（HSPs）、水通道蛋白（PIPs）及活性氧（ROS）清除系统。同时，病原侵染会触发免疫相关基因（如PR蛋白编码基因）的表达重编程。

基因组学与表观基因组学进展

葡萄基因组（V. viniferacv. Pinot Noir）的测序为胁迫相关基因鉴定奠定基础。研究发现：

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  非生物胁迫：HSPs、脱水蛋白基因参与热胁迫响应；DNA甲基化等表观修饰调控盐胁迫适应性。

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  生物胁迫：NBS-LRR类抗病基因、PR蛋白基因（如PR1、PR2）参与病原识别与免疫信号传导。

多组学整合与分子育种

转录组学揭示胁迫响应基因（如VvWRKY转录因子），代谢组学发现类黄酮、 anthocyanin 等次生代谢物积累与抗逆性正相关。蛋白质组学则鉴定出应激相关蛋白（如几丁质酶、葡聚糖酶）。这些靶点为分子标记辅助选择（MAS）提供依据，加速抗逆品种选育。

生物刺激剂与可持续管理

叶面喷施生物刺激剂可增强养分吸收并诱导防御基因表达（如PAL、CHS），减少化学肥料使用，降低地下水污染风险。

结论与展望

多组学技术全面揭示了葡萄胁迫应答的分子网络，未来需整合机器学习与基因编辑（如CRISPR-Cas9）技术，设计精准育种策略，推动气候韧性葡萄栽培体系的构建。