





中国农业科学 ›› 2025, Vol. 58 ›› Issue (24): 5190-5200.doi: 10.3864/j.issn.0578-1752.2025.24.007
张向昆(
), 李佳莹, 乔如梦, 何静蕾, 王莉, 师校欣, 杜国强*(
)
收稿日期:2025-08-17
接受日期:2025-09-25
出版日期:2025-12-22
发布日期:2025-12-22
通信作者:
联系方式:
张向昆,E-mail:zhangxiangkun2920@163.com。
基金资助:
ZHANG XiangKun(
), LI JiaYing, QIAO RuMeng, HE JingLei, WANG Li, SHI XiaoXin, DU GuoQiang*(
)
Received:2025-08-17
Accepted:2025-09-25
Published:2025-12-22
Online:2025-12-22
摘要:
【目的】研究不同锌水平下GFabV对‘阳光玫瑰’葡萄光合特性的影响,通过分析光合作用相关基因相对表达差异,阐明GFabV影响叶片光合效率的分子机理。【方法】以携带GFabV‘阳光玫瑰’葡萄为试材、以无病毒苗为对照分别进行霍格兰营养液锌充足(0.22 mg·L-1)和锌缺乏(0)处理。随后观察叶片症状表现;测定叶片锌含量、GFabV表达量、叶片光合参数、叶绿素荧光参数和叶绿素含量;筛选与光合作用相关的差异表达基因,并对关键基因表达水平进行验证。【结果】在锌缺乏条件下,带GFabV和无病毒植株锌含量分别为1.79和9.59 mg·kg-1;锌充足条件下含量分别为18.84和23.16 mg·kg-1。锌缺乏时带GFabV植株叶片表现皱缩小叶、轻微褪绿症状,GFabV表达量显著高于锌充足处理;锌充足时带GFabV植株叶片未表现症状;锌缺乏时无病毒植株叶片表现轻微褪绿症状。与锌充足条件下无病毒植株相比,带GFabV植株、锌缺乏无病毒植株叶片的叶绿素a、叶绿素b、叶绿素a+b、PSII最大光化学效率(Fv/Fm)和PSII实际光化学效率(ΦPSII)均显著下降,以锌缺乏时带GFabV植株叶片叶绿素(a、b、a+b)含量、Fv/Fm、ΦPSII最低,分别为1.22、0.35、1.57 mg·g-1、0.40和0.04;带GFabV植株、锌缺乏下无病毒植株叶片净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)和气孔导度(Gs)均显著下降,以锌缺乏时带GFabV植株下降幅度最大,分别降至锌充足无病毒处理植株的16.27%、20.08%和21.99%。转录组测序和RT-qPCR结果表明,与锌充足下无病毒植株相比,带GFabV植株在锌缺乏时叶片PsbP、petC、PSBO和psaD表达量分别降至41.50%、54.81%、41.04%和44.45%;在锌充足时叶片ATPD、SEND33、psbA表达量显著降低;无病毒植株在锌缺乏时叶片PPD4、psbA表达量显著降低。与锌充足下带GFabV植株相比,在锌缺乏下带GFabV植株叶片PsbP、PSBO和psaD表达量分别降至55.03%、43.26%和53.36%。【结论】携带GFabV‘阳光玫瑰’葡萄叶片在锌缺乏条件下叶绿素含量显著降低,GFabV表达量升高,叶片出现皱缩小叶、轻微褪绿症状。GFabV通过下调叶片中PsbP、PSBO和psaD等光合相关基因表达,导致光合参数、叶绿素荧光参数显著下降影响叶片光合效率。
张向昆, 李佳莹, 乔如梦, 何静蕾, 王莉, 师校欣, 杜国强. 不同锌水平下GFabV对‘阳光玫瑰’葡萄光合效率及光合相关基因表达的影响[J]. 中国农业科学, 2025, 58(24): 5190-5200.
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表2
RT-qPCR引物信息"
| 基因名称 Gene name | 引物序列 Primer sequence (5′-3′) | 产物大小 Product size (bp) |
|---|---|---|
| petC | F: GCCACCTATGGTATTAACGCGG R: GTCCTCTGACAACCCTGCCT | 130 |
| PSBO | F: TCGCTTGACCTACACCCTCG R: CCCGATACGAGGGGACCAAG | 218 |
| ATPD | F: AACGCAACGTTTTGGACGAG R: TGCTCCGACTCCAGTTTCAC | 196 |
| psaD | F: TGAGTTGGACCCCAATACGC R: GCACTGCTCTTTCCTAGCCA | 196 |
| PsbP | F: TTTCCAGTGCAGACAGCGTG R: TGTCTCGGGTCCATTCTGGT | 174 |
| SEND33 | F: GTGAGCACCTCCTTCATCCG R: CCAAACAGAGCCTGACCCAC | 77 |
表3
不同锌水平下GFabV对‘阳光玫瑰’葡萄叶片叶绿素含量和叶绿素荧光参数的影响"
| 处理 Treatment | 叶绿素a含量 Chla content (mg·g-1) | 叶绿素b含量 Chlb content (mg·g-1) | 总叶绿素含量 Chl a+b content (mg·g-1) | PSII最大光化学效率 Fv/Fm | PSII实际光化学效率 ΦPSII |
|---|---|---|---|---|---|
| GFabV+/Zn- | 1.22±0.07c | 0.35±0.06c | 1.57±0.12c | 0.40±0.02c | 0.04±0.01c |
| GFabV+/Zn+ | 1.64±0.03b | 0.64±0.01b | 2.28±0.04b | 0.58±0.08b | 0.08±0.02b |
| GFabV-/Zn- | 1.59±0.02b | 0.63±0.03b | 2.21±0.03b | 0.60±0.09b | 0.07±0.01b |
| GFabV-/Zn+ | 2.00±0.04a | 0.80±0.05a | 2.80±0.09a | 0.75±0.03a | 0.14±0.03a |
表4
不同锌水平下带GFabV葡萄叶片光合相关差异表达基因分析"
| 基因ID Gene ID | 基因名称 Gene name | Log2FC | |||
|---|---|---|---|---|---|
| GFabV+/Zn- vs GFabV-/Zn+ | GFabV-/Zn- vs GFabV-/Zn+ | GFabV+/Zn+ vs GFabV-/Zn+ | GFabV+/Zn- vs GFabV+/Zn+ | ||
| LOC100252244 | PPD4 | -1.10 | -0.64 | -0.98 | — |
| LOC132254568 | psbA | -0.87 | -0.87 | -1.04 | — |
| LOC100258958 | ATPC | 2.37 | 2.07 | 1.48 | — |
| LOC100260811 | PSBO | -1.09 | — | — | -0.79 |
| LOC100242600 | psaD | -1.41 | — | — | -1.08 |
| LOC100261871 | PsbP | -1.00 | — | — | -0.61 |
| LOC100245219 | petC | -1.03 | — | -0.66 | — |
| LOC100251062 | ATPD | -1.04 | — | -0.56 | — |
| LOC100249080 | SEND33 | -1.03 | — | -0.74 | — |
| LOC104878430 | psbH | -3.64 | — | — | -3.30 |
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