1-MCP和SO2保鲜剂处理阳光玫瑰葡萄的转录组学分析

成果　谢林君　周思泓　李玮　谢太理　周咏梅　张劲

摘要：【目的】分析2種保鲜剂处理阳光玫瑰葡萄贮藏阶段基因差异表达情况，为从分子生物学角度研究保鲜剂处理对葡萄果实贮藏品质影响的调控机制提供理论参考。【方法】以阳光玫瑰葡萄为试材，采用1-甲基环丙烯（1-MCP）和二氧化硫（SO₂）保鲜剂分别对果实进行冰温贮藏（-1～1 ℃），并以不使用保鲜剂的果实为对照，对贮藏1、5、9、13和17周的2种保鲜剂处理及对照的果实分别取样开展转录组学分析，通过实时荧光定量PCR结果证实转录组测序结果的可靠性。【结果】从对照和2种保鲜剂处理的转录组测序结果中共获得371.64 Gb的原始数据，各样品Clean data均达6.03 Gb，GC含量为46.28%～47.53%，Q30≥93.50%，与葡萄参考基因组的匹配率为75.75%～90.23%。1-MCP处理与对照的差异表达基因数在贮藏后13周达最高值，而SO₂处理与对照及SO₂处理与1-MCP处理的差异表达基因数在贮藏后5周达最高值。贮藏1周和13周时，1-MCP处理与对照之间差异表达基因最多，分别为965和2881个;贮藏5周和9周时，SO₂处理与对照之间差异表达基因最多，分别为3698和1628个;贮藏17周时，处理和对照两两比较获得的差异表达基因相差不大。贮藏1～5周果实内部发生细胞组分、分子功能和生物过程等方面的变化较贮藏中后期更为剧烈，且在MYB、AP2/ERF-ERF、NAC、GARP-G2-like、HB-HD-ZIP和WRKY转录因子的调控下，单萜合成相关结构基因表达量在贮藏5周后迅速降低。基于实时荧光定量PCR的所有样本中苯丙烷—类黄酮、类胡萝卜素和单萜合成代谢路径相关基因表达水平检测结果与转录组测序分析结果基本一致。【结论】1-MCP与SO₂保鲜剂对阳光玫瑰葡萄贮藏产生不同影响，前者在贮藏过程中抑制果实成熟和衰老作用释放较后者更为平缓，且通过阻断乙烯与受体结合并抑制ETR、EIN3和ERF1/2这3个乙烯信号通路关键基因表达发挥延缓衰老作用。转录因子MYB、AP2/ERF-ERF、NAC、GARP-G2-like、HB-HD-ZIP和WRKY与单萜合成基因相关性较强，且6类转录因子之间存在较强相关性，其可能通过互作调控果实单萜合成或其他成熟衰老过程。

关键词：阳光玫瑰葡萄;保鲜处理;转录组;差异表达基因

中图分类号：S663.1              文献标志码：
A               文章编号：2095-1191（2021）03-0641-13

Transcriptome analysis of Shine Muscat grape treated with

1-MCP and SO₂preservatives

CHENG Guo， XIE Lin-jun， ZHOU Si-hong， LI Wei， XIE Tai-li，

ZHOU Yong-mei， ZHANG Jin

（Grape and Wine Research Institute， Guangxi Academy of Agricultural Sciences， Nanning， Guangxi  530007， China）

Abstract：【Objective】To analyze the gene differential expression of Shine Muscat grape during storage under two preservation treatments， so as to provide theoretical reference for studies on the regulation mechanism of preservative treatments on stored grape fruit quality from the perspective of molecular biology. 【Method】Shine Muscat grapes were used as test material，treated with 1-MCP and SO₂preservative agents respectively and then was put in cryogenic storage （-1-1 ℃）. The fruits without any preservative agent were taken as the control. Transcriptome analysis was performed on the fruits treated with each preservative treatment and the control group after 1，5，9，13 and 17 weeks of storage period， respectively. The liability of sequencing was confirmed by qRT-PCR experiment. 【Result】A total of 371.64 Gb of raw data was obtained from the transcriptomic sequencing of groups of two preservative treatments and the control. Clean data of each sample reached 6.03 Gb. GC content was 46.28%-47.53%，and Q30 percentage was more than 93.50%，and the matching rate to grape reference genome was 75.75%-90.23%. The number of DEGs between 1-MCP treatment and control reached the highest value at 13 weeks after storage，while the number of differentially expressed genes（DEGs） between SO₂treatment and control，SO₂treatment and 1-MCP treatment reached the highest value at 5 weeks after storage. At the 1^stand 13^thweeks of storage. The number of DEGs between 1-MCP treatment and control was 965 and 2881，respectively. The number of DEGs between SO₂treatment and control reached the highest at 3698 and 1628，in the 5^thand 9^thweeks of storage， respectively. At 17^thweeks of storage， no significant difference appeared in the number of differential genes obtained by pairwise comparison between treatment groups and the control. The results also showed that the chan-ges of cellular components，molecular functions and biological processes in fruits during 1-5 weeks of storage were much more dramatic than those in the middle and late stages of storage. Under the regulation of MYB，AP2/ERF-ERF，NAC，GARP-G2-like，HB-HD-ZIP and WRKY transcription factors，the expression of structural genes related to monoterpene biosynthesis decreased rapidly after 5 weeks of storage. The expression of genes related to phenylpropane-flavonoid，caro-tenoid and monoterpene metabolic pathways in all samples based on real-time quantitative PCR （qRT-PCR） were basically consistent with the transcriptome sequencing analysis results. 【Conclusion】1-MCP and SO₂preservative agents have different effects on stored Shine Muscat grape. The former inhibits fruit ripening and senescence more gently than the latter，and delays senescence by blocking ethylene binding to receptors and inhibiting the expression of ETR，EIN3 and ERF1/2，three key genes in ethylene signaling pathway. Transcription factors MYB，AP2/ERF-ERF，NAC，GARP-G2-like，HB-HD-ZIP and WRKY are strongly correlated with monoterpenoid synthesis genes. Correlations among the six transcription factors which may regulate monoterpenoid synthesis or other ripening and senescence processes through interaction are obvious.A2792FB6-4919-479D-B54E-D588097E52E4

Key words：
Shine Muscat grape; preservative treatment; transcriptome; differentially expressed genes

Foundation items：
Key Research and Development Program of Guangxi（Guike AB18221077，Guike AB18294003）;Guangxi Innovation Team Project of National Modern Agricultural Industrial Technology System（nycytxgxcxtd-20-03）;Guangxi Academy of Agricultural Sciences Science and Technology Development Fund（Guinongke 2021JM107）

0 引言

【研究意义】我国是葡萄生产大国，截止2019年，葡萄栽培面积达72.62万ha，年产量达1419.54万t，其中83%以上为鲜食葡萄（国家统计局，2019）。然而，我国鲜食葡萄采后损失率高达20%，在贮藏过程中容易因采后品质劣变而失去商品价值，造成巨大的经济损失（徐昌杰等，2016;杨小月，2020）。尽管影响鲜食葡萄采后品质劣变的因素较多，但果实自身衰老和病原菌引起的腐烂是其主要诱因（Tian et al.，2013）。阳光玫瑰（Shine Muscat）葡萄是由日本选育出的中晚熟品种，其亲本为安芸津21号（Akitsu-21）×白南（Hakunan），属欧美杂交种（Yamada et al.，2008）。2006年由日本國家果树科学研究所（National Institute of Fruit Tree Science，NIFTS）育成，2009年在日本正式推广（日本登录号：No.13，891），同年引入我国（杨治元等，2018）。该品种果粒黄绿色，果面有光泽，肉脆皮薄，有典型玫瑰香味，鲜食品质极优，被誉为继巨峰和红地球之后的第3个划时代品种（王博等，2016;杨治元等，2018）。但受市场、价格等因素的影响，为满足异地和错季销售的要求，部分高品质阳光玫瑰葡萄采收后需运输或贮藏。因此，如何利用保鲜技术延长葡萄果实贮藏期以及提高贮藏葡萄果实品质，已成为促进葡萄产业高质量发展的关键问题。【前人研究进展】鲜食葡萄因品种不同导致采后的保鲜技术有所差异，物理保鲜技术主要包括低温保鲜、高压静电场处理、热处理、交变磁场处理、辐照保鲜技术和气调保鲜技术（高梦祥等，2007;张群等，2016）;化学保鲜主要包括臭氧保鲜技术、二氧化氯处理、二氧化硫处理和1-甲基环丙烯（1-methylcyclopropene，1-MCP）处理（赵瑞平等，2010;纪海鹏等，2020）;生物保鲜技术主要包括涂膜保鲜和天然提取物保鲜（张群等，2016;莫华等，2020）。针对如何提高鲜食葡萄的贮藏保鲜效果，国内外许多学者从品种特性、采前管理、包装方式及贮藏环境等多方面进行了研究，其中保鲜剂类型选择及对贮藏葡萄品质的影响成为近年来的研究热点（Matsumoto and Ikom，2015;陶诗雨等，2016;王康飞等，2020;杨小月，2020）。张晓锋等（2019）研究不同保鲜处理对阳光玫瑰葡萄贮藏品质的影响，发现SO₂熏蒸与CT2保鲜剂（Na₂S₂O₃）配合使用能有效延缓果实衰老，保持其外观品质，延长贮藏时间。张鹏等（2021）研究表明1-MCP处理可有效维持阳光玫瑰葡萄的货架品质。【本研究切入点】近年来，国内外围绕阳光玫瑰葡萄开展的采后贮藏保鲜研究主要集中于不同保鲜处理对其贮藏品质及生理生化特性的影响（Matsumoto and Ikom，2015;张晓锋等，2019;谢林君等，2020，2021）。目前，采用转录组测序解析保鲜处理对阳光玫瑰葡萄品质影响的相关研究未见报道。【拟解决的关键问题】通过转录组测序技术对1-MCP和SO₂保鲜处理的阳光玫瑰葡萄不同贮藏时期果实样本的差异表达基因进行分析，以期从分子生物学的角度研究保鲜剂处理对葡萄贮藏品质的调控机制，为进一步完善鲜食葡萄采后贮藏保鲜技术理论体系，以及探寻提高贮藏葡萄品质的保鲜方法提供理论依据。

1 材料与方法

1. 1 试验材料

阳光玫瑰葡萄于2020年7月13日采摘自广西真诚农业有限公司武鸣东盟开发区基地（东经108°15′34″，北纬23°20′），挑选无机械伤、无病虫害、成熟度一致的葡萄随机整穗采样，2 h内运回广西农业科学院葡萄与葡萄酒研究所冷库。保鲜处理所用PE保鲜袋（厚度0.03 mm）购自台湾久旺科技有限公司（塑料工业技术发展中心）;1-MCP保鲜剂和SO₂保鲜剂（主要成分为Na₂S₂O₃）购自国家农产品保鲜工程技术研究中心（天津）。

1. 2 处理方法

冷库提前进行卫生打扫，经消毒后密闭24 h，通风1 h再开启制冷（设置-1～1 ℃），进行冷库预冷（提前24 h），等待原料入库。原料到达冷库后进行分选挑拣，每3穗装入1袋（不封口），每贮藏箱2袋，待预冷结束（18～24 h）后开始进行保鲜处理，保鲜剂以小保鲜纸包装置于保鲜袋中部，具体处理方式见表1。添加保鲜剂后分别标记T0、T1和T2，排净袋内空气，并封好袋口。按处理码垛时，保持箱体合理间隙，冷库内不同位置放置温度计进行温度检测，冷库温度控制设置-1～1 ℃。

1. 3 取样方法

保鲜过程中按照贮藏1、5、9、13和17周共取样5次，每次对照和保鲜处理分别抽取3袋（随机，且尽量在库房的不同摆放位置）作为3个生物学重复。每个生物学重复每次取样27粒，兼顾果穗上中下各部位。取样结束后液氮速冻-80 ℃保存待测。A2792FB6-4919-479D-B54E-D588097E52E4

1. 4 转录组文库构建及测序

对照和保鲜处理不同贮藏阶段阳光玫瑰果实样品的RNA提取以及转录组测序委托北京百迈客生物科技有限公司完成。葡萄果实总RNA采用天根DP441植物总RNA提取试剂盒进行提取，并使用DNase I（TaKaRa）去除基因组DNA，然后利用Nanodrop 2000对所提RNA的浓度和纯度进行检测。样品检测合格后，用带有Oligo（dT）的磁珠富集真核生物mRNA。将mRNA进行随机打断，以片段mRNA为模板反转合成第一条cDNA链，随后合成第二条cDNA链，形成稳定的双链结构。纯化cDNA后再进行末端修复、加A尾并连接测序接头，然后进行片段大小选择，最后通过PCR富集得到cDNA文库。文库构建完成后，使用Q-PCR方法对文库的有效濃度（文库有效浓度>2 nmol/L）进行准确定量，以保证文库质量。库检合格后，不同文库按照目标下机数据量进行pooling，用Illumina平台进行测序。

1. 5 生物信息学分析

将下机数据进行过滤得到Clean data，与指定的参考基因组进行序列比对，得到的Mapped data进行插入片段长度检验、随机性检验等文库质量评估，再进行可变剪接分析、新基因发掘和基因结构优化等结构水平分析;根据基因在不同样品或不同样品组中的表达量进行差异表达分析、差异表达基因功能注释和功能富集等表达水平分析。以上生物信息学分析利用百迈客云平台BMK Cloud（www.biocloud.net）完成。

1. 6 实时荧光定量PCR（qRT-PCR）验证转录组结果可靠性

为验证转录组测序结果的可靠性，选择苯丙烷—类黄酮、类胡萝卜素和单萜合成代谢路径的CHS2、STS2、LIS、GPPS、DXS3、NCED和LBCY 7个基因进行qRT-PCR。测序剩余的RNA用来合成cDNA，qRT-PCR的方法参照Sun等（2015，2017）的研究方法。Ubiquitin用作内参基因，引物信息如表2所示。每个反应进行3次技术重复，目的基因的表达水平由2?ΔCt计算得出，其中ΔCt=Ct（目的基因）?Ct（内参基因）（Bogs et al.，2005）。皮尔森相关系数（P≤0.01）用来评估qRT-PCR和转录组测序结果的相关性。对多个样品中7个基因在转录组测序及qRT-PCR进行的相关性分析结果看出，转录组测序结果可靠性较高，相关系数r达0.708（图1）。

1. 7 统计分析

基因表达热图利用MetaboAnalyst 3.0完成，韦恩图、共表达聚类分析、转录因子预测和加权基因共表达网络分析利用百迈客云平台（https：//international.biocloud.net/）完成。线性及柱状图表利用Origin 8.0绘制，共表达调控网络利用Cytosacape 3.7.2完成。

2 结果与分析

2. 1 不同贮藏期保鲜处理阳光玫瑰葡萄的转录组测序结果统计

对45个样品的转录组分析共获得371.64 Gb Clean data，各样品Clean data均达6.03 Gb。转录组测序结果（表3）显示，对照在5个时期分别获得187088298、132762822、190857920、149800272和141745320条Reads，T1处理在5个时期分别获得188556496、163390422、146545238、155453600和168293406条Reads，T2处理在5个时期分别获得162326730、230791480、161376816、147209068和160867628条Reads，这些高质量的Reads与葡萄参考基因组的匹配率为75.75%～90.23%。2种保鲜处理和对照5个时期共45个样本的GC含量为46.28%～47.53%，不同处理和贮藏时期间较一致。45个样本Q30（评价质量值≥30的Cycle所占比例）≥93.50%，测序数据质量较高，可以满足后续分析的要求。

2. 2 不同贮藏期保鲜处理后阳光玫瑰葡萄差异表达基因情况

对同一贮藏期不同保鲜剂处理和同一处理不同贮藏期阳光玫瑰葡萄果实差异表达基因两两比较的结果分别进行统计（图2）。从2种保鲜剂处理的不同贮藏期阳光玫瑰45个葡萄样本两两比较差异表达基因数统计结果（图2-A）可看出，随着贮藏期的延长，保鲜处理与对照间的差异表达基因数呈先增加后减少的变化趋势。T1与T0的差异表达基因数在贮藏后13周达最高值，而T2与T0及T2与T1的差异表达基因数在贮藏后5周达最高值。贮藏1周和13周时，T1与T0之间差异表达基因最多，分别为965和2881个;贮藏5周和9周时，T2与T0之间差异表达基因最多，分别为3698和1628个;贮藏17周时，T1、T2和T0 3者之间的差异表达基因相差不大，分别为553、603和596个。

对照或同一保鲜处理不同贮藏期样本两两比较的结果（图2-B～图2-D）表明，T0、T1和T2不同贮藏期的差异表达基因数统计结果类似，贮藏1～5周差异表达基因数最多，之后逐渐减少;贮藏阶段差距越大，差异表达基因数越多。贮藏1～5周，差异表达基因分别为6757（T0）、6534（T1）和6170（T2）个。

从不同贮藏期各处理差异表达基因韦恩图可看出，贮藏后1周，2种保鲜处理与对照相比获得的差异表达基因中有234个共有，且其中8个在2种保鲜处理比较获得的差异表达基因中也存在（图3-A）;贮藏后5周，2种保鲜处理与对照相比获得的差异表达基因中有1206个共有，其中215个在2种保鲜处理比较获得的差异表达基因中也存在（图3-B）;贮藏后9周，2种保鲜处理与对照相比获得的差异表达基因中有857个共有，其中2个在2种保鲜处理比较获得的差异表达基因中也存在（图3-C）;贮藏后13周，2种保鲜处理与对照相比获得的差异表达基因中有1759个共有，其中83个在2种保鲜处理比较获得的差异表达基因中也存在（图3-D）;贮藏后17周，2种保鲜处理与对照相比获得的差异表达基因中有140个共有，其中8个在2种保鲜处理比较获得的差异表达基因中也存在（图3-E）。由此可见，贮藏后13周，2个保鲜处理与对照相比获得的共有差异表达基因数最多，处理与对照两两比较获得的共有差异表达基因数则在贮藏后5周最多。A2792FB6-4919-479D-B54E-D588097E52E4

2. 3 不同贮藏期保鲜处理阳光玫瑰葡萄差异表达基因的共表达分析结果

对2种保鲜处理和对照分别进行差异表达基因共表达分析，分别获得6组不同趋势的差异表达基因集。从图4可看出，保鲜处理与对照的差异表达基因表达量随贮藏时间变化趋势在聚类1和聚类5中表现为持续升高，且聚类5的变化较聚类1更平缓、含有的差异表达基因数更少;T0在聚类1的差异表达基因数多于T1和T2，T1和T2在聚类5的差异表达基因数多于T0，且T2多于T1。保鲜处理与对照的差异表达基因表达量随贮藏时间变化趋势在聚类2和聚类6中表现为持续降低，且聚类6含有的差异表达基因数较聚类1更少;T1在聚类2和聚类6的差异表达基因数均多于T0和T2。聚类4的差异表达基因表达量随贮藏过程表现出先升高后降低的变化趋势，且在贮藏后5周表达量最高。聚类3的差异表达基因表达量随贮藏过程未表现出明显的规律性，且2种保鲜处理和对照的变化趋势各不相同。

2. 4 保鲜处理阳光玫瑰葡萄差异表达基因的GO功能分类

对2种保鲜处理后阳光玫瑰葡萄差异表达基因最多的2个时期（13周和5周）分别进行GO生物过程功能分类，并将其分为生物过程、分子功能和细胞组分3类（图5）。结果表明，参与生物过程和细胞组分富集到的差异表达基因多于分子功能，且对于同一GO生物过程功能，贮藏后5周T2与T0相比的差异表达基因多于13周T1与T0相比的结果。在生物过程中，差异表达基因较多集中在细胞过程、代谢过程、单一生物过程、生物调节和刺激响应等;有关分子功能的差异表达基因主要集中在结合和催化活性;而有关细胞组分的差异表达基因较多集中在细胞、细胞组分、细胞器和膜部分等。贮藏后5周的T2与T0相比，13周的T1与T0相比，均是细胞和细胞组分的差异表达基因最多，分别为1571和1241个。

2. 5 不同贮藏期保鲜处理阳光玫瑰葡萄乙烯信号转导路径差异表达基因表达情况

1-MCP是一种乙烯受体抑制剂，通过受体竞争来抑制乙烯的生理活动。经筛选（P≤0.05且差异倍数≥2.0）发现乙烯信号转导路径中的ETR基因（VIT_06s0004g05240、VIT_14s0081g00630和VIT_05s0049g 00090）、EIN3基因（VIT_05s0049g00510）及ERF1/2基因（VIT_06s0004g01610和VIT_06s0009g01380）表达水平在保鲜处理阳光玫瑰不同贮藏期样品中存在显著差异（图6）。总体来说，除了ERF1/2基因（VIT_06s 0004g01610），其余基因表达水平在贮藏1～5周迅速降低。与T0和T2相比，ETR、EIN3和ERF1/2在同一贮藏期的T1处理果实样品中下调表达。

2. 6 不同贮藏期保鲜处理阳光玫瑰葡萄加权基因共表达网络分析结果

本研究采取加权基因共表达网络分析（Weighted correlation network analysis，WGCNA）的方法，挖掘保鲜处理后不同贮藏期阳光玫瑰葡萄样本表达模式相似的基因模块（图7-A）。WGCNA结果表明，绿松石色（Turquoise）模块与贮藏后1周的T0、T1和T2样本基因表达模式相关性强;红色（Red）和蓝色（Blue）模块与贮藏后13周的T0样本基因表达模式相关性强;绿色（Green）模块与贮藏后5周的T2樣本基因表达模式相关性强（图7-B）。在对不同模块KEGG通路基因数量统计（表4）后发现，绿松石色模块富集到的KEGG通路最多，主要包括植物激素信号转导、植物—病原体互作、苯丙烷生物合成、类黄酮生物合成、类胡萝卜素生物合成、萜类骨架生物合成、单萜生物合成等。绿色模块富集到的KEGG通路最少，包括植物激素信号转导、植物—病原体互作和苯丙烷生物合成。在绿松石色模块中，植物激素信号转导和植物—病原体互作通路的基因最多，分别有71和75个;苯丙烷生物合成次之，三羧酸循环、倍半萜和三萜生物合成的基因最少。在6个基因模块中，类胡萝卜素生物合成、脂肪酸代谢和单萜生物合成通路仅在绿松石色模块中富集;三羧酸循环、双萜生物合成、倍半萜和三萜生物合成通路仅在绿松石色和黄色（Yellow）模块中富集。

2. 7 保鲜处理阳光玫瑰葡萄差异表达转录因子筛选及共表达模式分析结果

基于保鲜处理后不同贮藏期阳光玫瑰葡萄加权基因共表达网络分析结果，进一步针对富集到KEGG通路最多的绿松石色模块中的转录因子进行共表达模式分析，发现有23个转录因子家族的66个基因属于该模块。进一步对这些转录因子在45个样本中的差异表达情况进行分析，其中，编码差异基因最多的转录因子为MYB家族成员，其次是AP2/ERF-ERF、NAC、GARP-G2-like、HB-HD-ZIP和WRKY家族成员;大多数转录因子在对照和处理样本中均表现为贮藏后1周时的果实中表达量最高（图8）。此外，利用该模块中以上转录因子与单萜合成相关结构基因构建共表达调控网络（图9-A），并分析网络中所有基因的表达趋势（图9-B）。发现转录因子MYB、NAC、GARP-G2-like、HB-HD-ZIP和WRKY与3个结构基因相关性较强，而AP2/ERF-ERF仅与羟基香叶醇脱氢酶（Hydroxygeraniol dehydrogenase）相关性较强（图9-A），以上转录因子与单萜合成相关结构基因均在贮藏后1周时的果实中表达量最高（图9-B）。

3 讨论

阳光玫瑰葡萄是目前我国种植面积发展最快的鲜食葡萄品种，为实现其季产年销，增加果农效益，探究现有保鲜技术对品质影响的作用机制是为进一步优化采后贮藏保鲜方法打下理论基础。目前，鲜食葡萄的保鲜主要采用化学保鲜剂，其中SO₂保鲜剂使用最广泛（高海燕等，2006）。SO₂能防治灰霉菌侵染、延缓葡萄果粒衰老和保持果梗鲜绿度，是国内外葡萄贮藏保鲜领域广泛使用的措施之一（Romanazzi et al.，2012;张健雄和李平，2016;焦旋等，2021）。有研究表明，SO₂保鲜剂处理能有效保持贮藏阳光玫瑰葡萄果实硬度和果柄耐拉力，有效抑制葡萄腐烂（张晓锋等，2019）。1-MCP是一种乙烯受体抑制剂，近年来在水果保鲜领域应用广泛（张雪丹等，2012;李秀芳等，2014;马风丽等，2019;张鹏等，2021），其作用机理主要是与果实组织中的乙烯受体（ETR）发生不可逆性结合，从而阻断乙烯与受体结合及下游信号途径，抑制果实成熟与衰老（张雪丹等，2012;Zhu et al.，2019;Guo et al.， 2020）。有研究表明，1-MCP应用于阳光玫瑰葡萄采前和采后处理均能达到有效维持其货架品质的效果，且采后处理效果更优（张鹏等，2021）。本研究利用1-MCP与SO₂保鲜剂分别结合低温对阳光玫瑰葡萄进行贮藏保鲜，并利用转录组测序的手段深度挖掘不同保鲜剂对其贮藏品质变化影响分子生物学基础。A2792FB6-4919-479D-B54E-D588097E52E4

鲜食葡萄在进入贮藏保鲜阶段，果实理化指标、次生代谢产物及质构特性等发生一系列变化（徐小迪等，2020;谢林君等，2021）。果实衰老是导致果色褐变、硬度下降、风味和香气丧失并产生异味的主要诱因之一（徐小迪等，2020）。本研究团队前期针对阳光玫瑰冬葡萄贮藏期果实质构特性变化开展的研究表明，0 ℃或10 ℃贮藏2周后，果实硬度迅速降低;0 ℃较10 ℃更能在较长贮藏期内保持果实质构特性（谢林君等，2021）。本研究结果显示，对照及保鲜处理的阳光玫瑰葡萄在贮藏后1～5周获得的差异基因最多，即贮藏初期果实内部发生细胞组分、分子功能和生物过程等方面的剧烈变化，随着贮藏时间推移，这种变化逐渐平缓，即果实走向不可逆的衰老劣变。前人研究1-MCP或SO₂保鲜剂处理对水晶、夏黑和醉金香等葡萄品种贮藏品质和保鲜效果的影响一般进行60～105 d（集贤等，2020;孙思胜等，2020;吉宁等，2021），本研究对阳光玫瑰葡萄果实采用低温+保鲜剂贮藏持续超过17周（约119 d），在贮藏13周（约91 d）之后，施加保鲜剂处理的葡萄果实与对照之间的差异明显减少，表明贮藏3个月后，果实进入迅速衰老阶段，处理对贮藏葡萄的保鲜效果逐渐降低。

玫瑰香型葡萄果实中含有丰富的单萜类物质，主要呈香物质包括里那醇、橙花醇和香叶醇等，其中里那醇的香气阈值最低，是阳光玫瑰葡萄果实香气中最重要的萜类化合物（王继源等，2017）。本研究针对保鲜处理后不同贮藏期阳光玫瑰葡萄表达相似基因模块的WGCNA分析发现，绿松石色模块与对照及保鲜处理贮藏后1周的样本基因表达模式相关性强，其中类胡萝卜素生物合成、脂肪酸代谢和单萜生物合成通路为该模块独有，8-羧基里那醇合成酶（8-carboxylinalool synthase）、羟基香叶醇脱氢酶（Hydroxygeraniol dehydrogenase）及新薄荷醇脱氢酶（Neomenthol dehydrogenase）为该模块单萜合成路径中有差异的3个关键酶。有报道指出，MYB、AP2/ERF和NAC等家族转录因子参与果实中萜类挥发物的合成调控（Li et al.，2017;Jian et al.，2019）。本研究结果表明，转录因子MYB、AP2/ERF-ERF、NAC、GARP-G2-like、HB-HD-ZIP和WRKY与单萜合成基因相关性较强，且通过共表达网络分析发现，6类转录因子之间存在较强相关性，预示其可能通过互作调控果实单萜合成或其他成熟衰老过程（范中奇等，2015）。本研究发现，不同保鲜剂对阳光玫瑰葡萄果实均发挥一定的保鲜作用，但产生的保鲜效果存在差异。1-MCP保鲜剂处理与对照相比，果实差异基因数在贮藏后13周达最高，而SO₂保鲜剂在贮藏后5周即达最高。此外，对于同一GO生物过程功能，贮藏后5周SO₂保鲜剂与对照相比的差异基因数多于13周1-MCP保鲜剂与对照相比的结果。以上研究结果表明，与SO₂保鮮剂相比，1-MCP对阳光玫瑰葡萄果实的保鲜作用更为缓慢，伴随果实内部各细胞组分、分子功能和生物过程等方面的变化相对平缓。前人研究表明，1-MCP处理的阳光玫瑰葡萄果实中维生素C、可溶性固形物、可滴定酸等营养物质流失速度较慢，呼吸强度和乙烯释放速率降低（张鹏等，2021）。本研究也通过富集乙烯信号转导路径差异基因表达情况发现，与对照和SO₂保鲜剂相比，ETR、EIN3和ERF1/2这3个乙烯信号通路关键基因在同一贮藏期的1-MCP保鲜剂处理果实样品中下调表达。说明1-MCP和SO₂保鲜剂对阳光玫瑰葡萄的保鲜作用机理不同，前者主要通过抑制乙烯诱导的果实衰老产生效果（张鹏等，2021），而后者的保鲜机理更加多元和复杂（张晓锋等，2019;集贤等，2020）。

4 结论

阳光玫瑰葡萄在贮藏初期果实内部发生细胞组分、分子功能和生物过程等方面的剧烈变化，这一贮藏阶段MYB、AP2/ERF-ERF、NAC、GARP-G2-like、HB-HD-ZIP和WRKY转录因子与单萜合成基因相关性较强，且可能通过互作调控阳光玫瑰采后单萜合成或其他成熟衰老过程。1-MCP和SO₂保鲜剂对阳光玫瑰葡萄贮藏产生不同影响，前者在贮藏过程中抑制果实成熟和衰老的作用释放较后者更为平缓，且通过阻断乙烯与受体结合并抑制ETR、EIN3和ERF1/2这3个乙烯信号通路关键基因表达发挥延缓衰老作用。

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（責任编辑 罗 丽）A2792FB6-4919-479D-B54E-D588097E52E4

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