夏季胁迫下葡萄果实对叶面施用硅和高岭土的综合代谢组学响应

《BMC Plant Biology》：Integrated metabolomic response of grapevine fruit to foliar silicon and kaolin applications under summer stress

　　

摘要

背景

气候变化加剧了地中海地区葡萄园的干旱和热应力，影响了葡萄的成分及葡萄酒的品质。通过叶片施用硅（Si）和高岭土（Kl）被视作提升葡萄藤抗逆性的短期可持续策略；然而，这两种物质共同对葡萄果实代谢组的影响仍需进一步研究。

方法

这项田间试验在杜罗河谷的葡萄品种上进行，研究了三种Si+Kl配方（MiKS 2、3和4）在夏季条件下对葡萄中的初级代谢物（氨基酸和有机酸）以及次级代谢物（原花青素、花青素、黄酮醇和芪类化合物）的影响。

结果

通过UPLC–MS分析发现，使用MiKS 4处理后，葡萄中的脯氨酸以及大多数原花青素、关键花青素（飞燕草素-3-O-葡萄糖苷、马尔维丁-3-O-(6-乙酰基)-葡萄糖苷）和黄酮醇（杨梅素六糖苷、槲皮素-3-O-葡萄糖苷）浓度均有所上升，这与应对压力时的代谢调整相符，同时观察到氨基酸含量总体下降。相反，使用MiKS 3处理后，葡萄中的原花青素含量最低，尤其是原花青素B2，表明与黄酮类相关的代谢物积累较少。经过MiKS处理的葡萄植株，其氨基酸和有机酸的积累量也较低，尤其是苯丙氨酸、酪氨酸、柠檬酸和没食子酸。

结论

这些结果表明，特定的Si+Kl组合能够不同程度地调节葡萄树的代谢。MiKS 4处理能提高多种酚类化合物的浓度，而MiKS 3则产生不同的反应效果，这凸显了配方差异的重要性。