中国农业科学 | 北京市农林科学院孙磊课题组多组学联合解析红色玫瑰香型葡萄品种转色过程中单萜和花色苷积累规律

玫瑰香味葡萄深受我国消费者喜爱，近些年，具有自主知识产权的玫瑰香味葡萄新品种逐渐增多，但是多数典型玫瑰香味葡萄品种以黄绿色为主，红色并具有浓郁玫瑰香味的葡萄新品种仍然较少。葡萄果实玫瑰香味主要特征性香气成分为单萜类化合物，而花色苷是红色葡萄果实主要呈色物质，研究转色过程中单萜和花色苷的合成调控机制，对红色玫瑰香味新品种选育，及生产中葡萄果实颜色和香味调控具有重要意义。

近期，北京市农林科学院林业果树研究所孙磊课题组完成的题为“多组学联合解析红色玫瑰香型葡萄品种转色过程中单萜和花色苷积累规律”的研究在《中国农业科学》2025年第58卷13期正式发表。

以‘瑞都红玉’葡萄果实为试材，于转色前5 d开始取样，直至转色40 d后结束。采用常规方法测定果实样品可溶性固形物及可滴定酸含量；利用顶空固相微萃取结合气相色谱与质谱联用技术（HS-SPEME-GC-MS）测定果实中单萜类组分和含量的变化；用分光光度计法测定葡萄果实总类黄酮、总花色苷的含量；同时，采用转录组测序和实时荧光定量PCR技术分析花色苷以及单萜化合物合成途径中关键基因的表达变化。

结果显示，随着葡萄果实转色过程的推进，‘瑞都红玉’果实中25种游离态和结合态单萜化合物主成分存在波动。大部分游离态单萜在转色20 d开始大量合成，至转色35—40 d达到最高水平。结合态单萜含量在转色30 d达到最高水平。结合态单萜含量高于游离态。

而类黄酮在果实转色前已经大量合成积累；花色苷的合成伴随着果实转色启动，到转色20 d含量达到最高水平，随后略有下降。

转色期间葡萄果实总单萜、总类黄酮和总花色苷含量变化

转录组测序共鉴定差异表达基因5 836个，不同发育时期间的差异表达基因数量不同，差异表达基因在苯丙氨酸合成、类黄酮合成和单萜合成等通路富集。其中，与单萜合成途径相关的差异表达基因14个，与花色苷合成途径相关的差异表达基因11个，这些基因表达模式分别与单萜和花色苷合成积累相一致。

不同发育时期葡萄果实样品的转录差异分析

不同发育时期葡萄中单萜和花色苷合成途径差异基因表达

进一步相关性分析，筛选到24个转录因子与多个单萜和花色苷合成途径基因表达显著相关。

转录因子与单萜（A）和花色苷（B）合成途径基因表达相关性分析

综上，红色玫瑰香型葡萄果实花色苷的合成启动早于香气化合物单萜的合成，两类化合物合成存在时空上的调控过程。单萜和花色苷积累与其合成途径中多个关键酶基因表达具有紧密相关性，它们的合成受各个基因转录水平的调控。

北京市农林科学院林业果树研究所王慧玲为该文第一作者，徐海英研究员和孙磊研究员为该文共同通信作者。

该研究获得北京市农林科学院科技创新能力建设科技攻关项目（KICX20251002）、国家自然科学基金（32472677）、北京市农林科学院林业果树研究所青年科学基金（LGSJJ202303）、现代农业产业技术体系建设专项（CARS-29）的资助。

全文链接：

《 多组学联合解析红色玫瑰香型葡萄品种转色过程中单萜和花色苷积累规律》

文献引用：

王慧玲, 张莹莹, 闫爱玲, 王晓玥, 刘振华, 任建成, 徐海英, 孙磊. 多组学联合解析红色玫瑰香型葡萄品种转色过程中单萜和花色苷积累规律[J]. 中国农业科学, 2025, 58(13): 2645-2662.

WANG HuiLing, ZHANG YingYing, YAN AiLing, WANG XiaoYue, LIU ZhenHua, REN JianCheng, XU HaiYing, SUN Lei. Multi-Omics Analysis Reveals the Changes of Monoterpenes and Anthocyanins Accumulation During Veraison in Red Muscat-Type Grape[J]. Scientia Agricultura Sinica, 2025, 58(13): 2645-2662.