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近年来,随着我国葡萄产业快速发展,南方高温地区已成为重要产区。然而,因冬季低温积累不足使得冬芽不能完成自然休眠,导致春季萌芽率低、萌芽不整齐,从而影响葡萄产量。单氰胺是一种常用的破眠剂,在暖冬地区常用来打破休眠,促进萌芽,但关于单氰胺打破休眠的机制还尚不清楚。本研究以‘夏黑’葡萄作为材料,研究不同浓度(2%、2.5%和3%)、不同时间(自然萌芽前10天、25天、40天和55天)单氰胺涂芽处理对葡萄物候期、萌芽率等生长特性的影响。在此基础上,进行离体单氰胺破眠试验,对芽的抗氧化、碳水化合物以及激素等的变化及通过荧光定量PCR技术对相关基因的表达进行分析,初步探明了单氰胺打破葡萄冬芽休眠的生理和分子机理,为南方高温多湿寡日照地区葡萄产业提供了理论依据。主要研究结果如下:(1)在成都高温多湿寡日照地区,避雨栽培条件下,于自然萌芽前1055天(12月中旬左右)用2%3%浓度的单氰胺对葡萄冬芽进行涂芽处理均能使‘夏黑’葡萄的物候期不同程度地提前。其中,于萌芽前40天左右(1月中旬)用2.5%单氰胺溶液处理破眠效果最佳。(2)离体试验中,2.5%单氰胺处理组与对照组分别在第8天后和第12天开始萌芽,第8-16天和第16天处于萌芽期,第16天萌芽率分别达到97.85%和57%。(3)在抗氧化代谢水平上,与清水对照组相比,单氰胺处理组萌芽期H2O2含量和过氧化物酶(POD)活性均显著上升,超氧化物歧化酶(SOD)活性在0-12显著高于对照组,但过氧化氢酶(CAT)活性在0-16天快速下降。与H2O2产生相关的酶VvSOD-Fe、VvPAO和VvPAOX及与清除H2O2相关的酶VvPOD和VvGSH-Px在萌芽前表达量变化不显著,萌芽期表达量均显著上调。(4)在碳水化合物代谢方面,单氰胺处理组,在萌芽期可溶性糖含量显著上升,淀粉含量显著下降;蔗糖合成相关酶VvSUS、VvSPS和VvHK在萌芽期上调表达,分解相关酶VvINV和VvFK在萌芽期下调表达;在萌芽期淀粉合成相关酶VvGBSS和VvSS下调表达,淀粉分解相关酶VvAM和VvBM随着芽萌发上调表达。(5)激素水平上,单氰胺处理后,葡萄芽IAA、ZT和BR含量显著上升;萌芽前GA3含量下降,萌芽期含量变化差异不显著;ABA含量在萌芽期显著下降;植物内源激素信号传导路径关键基因上调(AUX/IAA,ARF,CYCD)和下调(DELLA,ABF)表达。由此推测,单氰胺处理后细胞内产生氧化胁迫,H2O2累积可能引起ABA含量下降,为了保持植物内源激素的动态平衡,IAA、ZT和BR含量上升,GA3含量下降,相应的激素信号传导途径转录因子上调/下调表达,促进细胞分化,芽休眠解除;同时ABA对α-淀粉酶的抑制作用减缓,淀粉水解转化为蔗糖为芽萌发提供能量,促进芽萌发。