全 文 ：园 艺 学 报 2012，39（12）：2341–2351 http: // www. ahs. ac. cn
Acta Horticulturae Sinica E-mail: yuanyixuebao@126.com
收稿日期：2012–07–13；修回日期：2012–10–18
基金项目：国家自然科学基金项目（30800740）；山西省高等学校优秀青年学术带头人资助计划项目（2009001）；山西省科技产业化环
境建设项目（20100510006）；山西农业大学学术带头人及学术骨干培养计划项目
* E-mail：wenpengfei@126.com
干旱对葡萄果实发育过程中黄烷醇类多酚积累
及 LAR 表达的影响
温鹏飞*，杨运良，高美英，牛铁泉，邢延富，牛兴艳
（山西农业大学园艺学院，山西太谷 030801）
摘 要：以酿酒葡萄‘赤霞珠’（Vitis vinifera L.‘Cabernet Sauvignon’）为试材，采用避雨棚和断根
沟措施，模拟土壤干旱，探讨了葡萄果实发育过程中干旱对果实中黄烷醇类多酚积累及其合成关键酶隐
色花色素还原酶（leucoanthocyanidin reductase，LAR）基因表达的影响。结果表明：土壤干旱导致葡萄单
粒质量降低，纵、横径减小，促进黄烷醇类多酚积累，特别是在幼果期，土壤干旱明显促进黄烷醇类多
酚的积累。Real-time PCR、Western blot 结果证实，土壤干旱促进 VvLAR1 和 VvLAR2 转录，诱导果实中
LAR1、LAR2 新蛋白合成，进而导致 LAR 酶活性增强，黄烷醇类多酚积累。
关键词：葡萄；果实；土壤干旱；黄烷醇类多酚；LAR
中图分类号：S 663.1 文献标志码：A 文章编号：0513-353X（2012）12-2341-11

The Effect of Drought on Flavanols Accumulation and LAR Expression
During the Development of Grape Berry
WEN Peng-fei*，YANG Yun-liang，GAO Mei-ying，NIU Tie-quan，XING Yan-fu，and NIU Xing-yan
（College of Horticulture，Shanxi Agricultural University，Taigu，Shanxi 030801，China）
Abstract：In order to understand the effects of soil drought on the accumulation of flavanols and the
expression of leucoanthocyanidin reductase（LAR），the key enzyme of the flavanols biosynthesis in
flavonoid biosynthesis pathway，5 years old grapevines（Vitis vinifera L.‘Cabernet Sauvignon’）were used
as materials，and the soil drought was simulated during grape berry development by the controlling
irrigation through the prevent-rain shelter and root-cutting groove. The results showed that the single berry
weight， longitudinal and horizontal diameter were decrease，and the growth of grape berry was
significantly inhibited by soil drought，which indicated that the prevent-rain shelter and root cutting groove
were the effective measures to simulate soil drought. In addition，the accumulation of flavanols in grape
berry during its development was induced by soil drought was also observed，especially in the young berry.
Real-time PCR and Western blot results showed that the soil drought could induce the expression of
VvLAR1，VvLAR2，the synthesis of LAR new protein，and increased the LAR enzyme activity，which
resulted in the accumulation of flavanols in grape berry.
Key words：grape；berry；soil drought；flavanols；LAR

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多酚类物质（polyphenol compounds）是植物苯丙烷类和类黄酮代谢途径产生的一大类次生代谢
产物，不仅参与植物生长发育，赋予植物抗紫外线、抗病等功能（Dixon et al.，2005），而且具有极
强的抗氧化性和清除自由基能力（Skerget et al.，2005），具有预防冠心病（Leifert & Abeywardena，
2008）、高血压、高血脂（Prasain et al.，2010）、糖尿病（Rodrigo et al.，2011），抗血栓（Sano et al.，
2005），抗癌（Araùjo et al.，2011）等功能，是葡萄果实和葡萄酒重要的功能成分之一。作为多酚类
物质的一个亚类，黄烷醇类多酚（Flavanols），包括黄烷–3–醇及其寡聚体和多聚体（温鹏飞，2005），
不仅具有显著的药理学功能（Hollman & Arits，2000；Serafini et al.，2003；Schroeter et al.，2010），
而且对葡萄和葡萄酒的诸多感官品质（Vidal et al.，2002；Zimman et al.，2002；Monagas et al.，2003；
温鹏飞，2005），如色泽、澄清度、收敛性、褐变、口感等具有决定性作用（Cadot et al.，2006）。
葡萄果实中富含各种多酚类物质，如酚酸、黄酮醇、黄烷醇、花色苷等（温鹏飞，2005）。其
中，黄烷醇类多酚（包括其单体及其寡聚体和多聚体原花色素）和花色苷是含量最丰富的多酚类物
质，是葡萄果实内在品质重要指标之一，也是酿造优质葡萄酒的决定因素之一（Girona et al.，2009）。
大量研究证实，葡萄果实中多酚类物质的生物合成和积累受到环境条件的调控，如温度（Mori et al.，
2005，2007；Wen et al.，2008；Crifò et al.，2011）、光照（Sparvoli et al.，1994；Wang et al.，2010；
Wang et al.，2012）、水分（Kennedy et al.，2002；Castellarin et al.，2007；Girona et al.，2009；
Acevedo-Opazo et al.，2010；Ollé et al.，2011；Quiroga et al.，2012）等。其中，水分是重要的外部
环境条件之一。前人研究证实，葡萄植株水分状况不仅影响葡萄植株营养生长和产量形成，而且对
果实中多酚类物质含量和组成也具有明显的作用（Acevedo-Opazo et al.，2010）。调亏灌溉（regulated
deficit irrigation，RDI）明显促进多酚类物质、可溶性固形物和花色苷的生物合成和积累（Ojeda et al.，
2002），进而改善葡萄酒的色泽、风味和香味（Koundouras et al.，2006）。但迄今为止，有关干旱对
葡萄果实黄烷醇类多酚合成和积累的影响鲜见报道，特别是果实发育过程中持续干旱对黄烷醇类多
酚的作用尚未见报道。
隐色花色素还原酶（leucoanthocyanidin reductase，LAR，E. C. 1.17.1.3）专一性催化 2R, 3S, 4S–
黄烷–3,4–二醇还原成 2R,3S–黄烷–3–醇（Maugé et al.，2010），是葡萄果实黄烷醇类多酚生物
合成的关键调控酶之一。现已证实，LAR与花色素还原酶（anthocyanidin reductase，ANR，E.C.1.3.1.77）
共同启动葡萄果实黄烷醇类多酚的生物合成（Bogs et al.，2005）。马春雷等（2010）研究发现，茶
树总儿茶素含量与 LAR 及二氢黄酮醇还原酶（dihydroflavonol 4-reductase，DFR，E.C.1.1.1.219）表
达量具有一定相关性。因而，LAR 表达直接影响黄烷醇类多酚的生物合成。目前有关干旱对葡萄 LAR
表达的影响尚未见报道。
为了明确土壤干旱对葡萄果实黄烷醇类多酚积累的作用，本研究中以 5 年生酿酒葡萄品种‘赤
霞珠’（Vitis vinifera L.‘Cabernet Sauvignon’）为试材，采用避雨棚防止降雨和断根沟防止土壤水分
横向移动，并通过控制灌溉，模拟土壤干旱，以黄烷醇类多酚生物合成关键酶 LAR 基因为切入点，
分别采用分光光度计法、Western blot、Real-time PCR 法从底物、酶活性、翻译和转录水平阐明土壤
干旱对 LAR 表达及黄烷醇类多酚积累的作用，为采用田间管理措施改善葡萄果实品质，乃至葡萄酒
品质提供理论依据。
1 材料与方法
1.1 植物材料及处理
酿酒葡萄‘赤霞珠’（Vitis vinifera L.‘Cabernet Sauvignon’）种植于山西农业大学园艺学院园艺
12 期 温鹏飞等：干旱对葡萄果实发育过程中黄烷醇类多酚积累及 LAR 表达的影响 2343

站内。2007 年定植（自根苗），篱架，南北行向，株行距 1.0 m × 2.5 m。
试验中共设置 3 个处理。（1）土壤干旱处理（土壤相对含水量 soil relative water content，SRWC
60%）：采用塑料膜避雨设施和断根沟限根措施（于 2011 年葡萄萌芽前完成，其中避雨设施用于阻
断降水，断根沟用于阻断土壤水分横向移动），并同时控制灌溉水量，保持土壤相对含水量在田间最
大持水量的 60% ± 5%（单长卷和梁宗锁，2007）；（2）对照 1（SRWC 85%）：不进行灌溉控制，保
持土壤相对含水量为田间最大持水量的 85% ± 5%；（3）对照 2（SRWC 85% + 遮荫）：采用塑料膜
避雨设施，但不控制灌溉，保持土壤相对含水量为田间最大持水量的 85% ± 5%。土壤含水量控制采
用差额补水法进行。每次采样前 5 d，采用环刀法测定土壤含水量，然后计算所需灌溉水量。
葡萄盛花后 20 d 开始采样，每 10 d 采样 1 次，共采样 10 次。采样时，随机选取 3 株植株，于
植株东、西两侧分别在上、中、下部随机选择长势基本一致果穗各 1 穗，共 18 穗。果穗采集后，去
除带机械伤害、病虫害及发育异常果粒，然后置于冰盒中，迅速带回实验室。
1.2 测定方法
1.2.1 葡萄果实单粒质量、纵径、横径测定
随机取葡萄果粒 50 粒，分成 5 组，每组 10 粒。分别采用电子分析天平和游标卡尺测定单粒质
量和果粒纵、横径。
1.2.2 黄烷醇类多酚的测定
黄烷醇类多酚含量参照 Waterhouse（2000）方法，采用香草醛—盐酸法测定。葡萄果实去籽后，
液氮保护下研磨成粉状。准确称取 1.0 g，加入 5 mL 70%丙酮（含维生素 C 1 g · L-1），暗提取 6 h，
期间不断混匀；8 500 × g 离心 10 min，收集上清液；沉淀用 5 mL 70%丙酮（含维生素 C 1 g · L-1）
重复提取 1 次，合并上清液，–80 ℃保存待测。
准确吸取提取液 400 μL，分别加入 2.0 mL 8%盐酸甲醇和 2.0 mL 6%香草醛甲醇，避光 30 ℃水
浴 30 min 后，在 UV-2450 分光光度计 500 nm 波长下测定吸光值。根据标准曲线计算黄烷醇类多酚
含量，以 Catechin mg · g-1 FW 表示。
1.2.3 LAR活性测定
LAR 酶活性测定参照仓国营（2011）方法，略作修改。葡萄果实去籽后，液氮保护下迅速研磨
成粉状，准确称取 1.0 g，加入 2 mL 硼酸缓冲液（pH 8.8，内含 5 mmol · L-1 维生素 C，0.15% PVP，
14 mmol · L-1 β–巯基乙醇），涡旋震荡混匀。15 000 × g 离心 15 min，上清液即为 LAR 粗酶液。取
LAR 粗酶提取液 0.5 mL，分别加入 0.5 mL 0.1 mol · L-1 Tris-HCl 缓冲液（pH 7.5）、1 μmol · L-1 二氢
槲皮素（dihydroquercetin）、1 mmol · L-1 NADPH，37 ℃下水浴 1 h。然后加入 2 mL 8%盐酸—甲醇
溶液，2 mL 香草醛甲醇溶液，37 ℃下水浴 1 h，UV-2450 分光光度计测定 500 nm 处吸光值。粗酶
液蛋白含量采用 Bradford 法（1976）测定，以牛血清蛋白（BSA）为标准。LAR 酶活性表示为 Catechin
mg · h-1 · mg-1pro。
1.2.4 Western Blot分析
葡萄果实总蛋白提取参照 Wen 等（2008）方法，稍做修改。葡萄果实去籽后，液氮保护下研磨
成粉状，准确称取 1.0 g，加入 0.5 mL 蛋白提取缓冲液[200 mmol · L-1 Tris-HCl（pH 8.0），4% SDS，
2% PVP，5 mmol · L-1 维生素 C，5 mmol · L-1 EDTA，10 μmol · L-1 Leupeptine，1 mmol · L-1 PMSF]，
4 ℃提取 2 h，12 000 × g，离心 15 min，上清液即为总蛋白提取液。蛋白提取液经 Brandford 法（1976）
定量后，采用 SDS-PAGE 电泳分离，BIO-RAD 电转印系统转膜（NC 膜），然后分别用葡萄 LAR1、
LAR2 多克隆抗体（中国农业大学食品科学与营养工程学院潘秋红教授惠赠）和碱性磷酸酶标记的
羊抗兔 IgG（二抗）杂交，TBST、TBS 清洗后，NBT/BCIP 显色。
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1.2.5 VvLAR1 和 VvLAR2表达分析
葡萄果实总 RNA 提取参照 Wen 等（2005）方法进行，VvLAR1 和 VvLAR2 表达分析采用 Real-time
PCR 法，参照 TransScript Ⅱ Green Two-Step qRT-PCR Super Mix 试剂盒操作说明进行。根据已发表
葡萄果实 LAR1 和 LAR2 序列，采用 Primer 5.0 设计特异性引物（表 1）。同时，为了保证样品一致
性，以葡萄 Ubiquitin1 为内参。
Real-time PCR 扩增体系为 25 μL（模板 cDNA 1 μL，上、下游引物各 0.5 μL，2× TransStartTM Green
qPCR SuperMix 12.5 μL，50× Passive Reference Dye/PCR Enhancer 0.5 μL）。扩增程序为：94 ℃预变
性 5 min，94 ℃变性 15 s，Tm退火 30 s，72 ℃延伸 30 s，40 个循环。反应结束后，分析荧光值变化
曲线及融解曲线。每个样品重复 3 次。

表 1 引物序列及 PCR 扩增产物
Table 1 Sequence of primers and PCR amplified products
基因
Gene
引物
Primer
引物序列（5′–3′）
Sequence of primer
PCR 产物/bp
PCR products
登录号
Accession No.
正义 Sense ACGATGTCCGAACACTGAAC VvLAR1
反义 Anti-sense TGAACGCCGCTACTACACTC
187 AJ865336
正义 Sense TCTCGACATACATGATGATGTG VvLAR2
反义 Anti-sense TGCAGTTTCTTTGATTGAGTTC
166 AJ865334
VvUbiquitin1 正义 Sense GTGGTATTATTGAGCCATCCTT 182 BN000705
反义 Anti-sense AACCTCCAATCCAGTTATCTAC

2 结果与分析
2.1 土壤干旱对葡萄果实生长的影响
土壤干旱（SRWC 60%）对葡萄果实生长的影响如图 1 所示。土壤干旱导致葡萄果实单粒质量
明显降低，纵径和横径生长受抑。对葡萄果实单粒质量而言，除花后 70 d 外，对照 1（SRWC 85%）
与对照 2（SRWC 85% + 遮荫）在整个果实发育过程中无显著差异，但与土壤干旱处理存在显著差
异（图 1，A）。这表明，土壤干旱明显抑制葡萄果粒质量增大。
土壤干旱明显影响葡萄果实纵、横径增长（图 1，B、C）。与对照 1（SRWC 85%）相比较而言，
干旱处理下果实纵径均有所降低（除花后 30 d 外）。方差分析结果表明，除花后 30 d 外，其它各时
期差异均达显著水平。这说明，土壤干旱导致赤霞珠葡萄果实粒纵径生长明显受抑。对照 2（SRWC
85% + 遮荫）纵径在果实发育前期低于对照 1（SRWC 85%），但随果实发育，差异逐渐减小，至成
熟期，两者相差无几（图 1，B）。转色期（花后 70 d）后，土壤干旱也明显抑制赤霞珠葡萄果粒横
径的增长（图 1，C）。此外，从图 1 中还可得知，土壤干旱并未改变葡萄果实生长的模式，3 个处
理单粒质量、纵径和横径增长模式相似。
2.2 土壤干旱对葡萄果实黄烷醇类多酚含量的影响
土壤干旱（SRWC 60%）并未改变赤霞珠葡萄果实发育过程中黄烷醇类多酚的积累模式（图 2），
干旱和对照 1（SRWC 85%）、对照 2（SRWC 85% + 遮荫）均表现为幼果期（花后 20 d）黄烷醇类
多酚含量最高，随果实发育而表现为逐渐下降趋势，果实成熟期（花后 110 d）含量最低。此外，从
图 2 中还可得知，土壤干旱对果实中黄烷醇类多酚积累的作用因果实发育期不同而不同，具有发育
阶段依赖性。在幼果期（花后 20 d），土壤干旱明显促进赤霞珠葡萄果实黄烷醇类多酚的积累，其
12 期 温鹏飞等：干旱对葡萄果实发育过程中黄烷醇类多酚积累及 LAR 表达的影响 2345

图 2 土壤干旱对葡萄不同发育期果实
黄烷醇类多酚含量的影响
Fig. 2 Effect of soil drought on the concentration of flavanols
during grape berry development
含量明显高于对照 1（SRWC 85%）和对照 2（SRWC 85% + 遮荫）；在转色期（花后 70 d）和成熟
期（花后 110 d），各处理之间差异并未达显著水平。


图 1 土壤干旱对葡萄果实单粒质量（A）、纵径（B）和横径（C）的影响
Fig. 1 Effect of soil drought on the single berry weight（A），longitudinal diameter（B）
and horizontal diameter（C）during grape berry development

值得一提的是，对照 1（SRWC 85%）和
对照 2（SRWC 85% + 遮荫）土壤水分含量一
致，且果实中黄烷醇类多酚含量无显著差异（图
2）。这表明，试验中使用避雨棚阻隔降雨，虽
然会导致棚内光照强度降低，但由于仅遮盖植
株顶部，侧面并未遮挡，因而对黄烷醇类多酚
积累的影响并不明显。也就是说，干旱处理下
黄烷醇类多酚积累的增加确实是由干旱导致
的，而并非由于避雨棚遮光引发。
2.3 土壤干旱对葡萄果实 LAR 酶活性的影响
葡萄果实中 LAR 酶催化黄烷–3，4–二醇
还原生成黄烷–3–醇，其活性与黄烷醇类多酚
积累，特别是儿茶素的积累密切相关（Gagné et
al.，2009）。葡萄果实发育过程中，土壤干旱（SRWC 60%）对 LAR 酶活性的影响如图 3 所示。可
以看出，处理与对照组 LAR 酶活性变化规律相似，均表现为幼果期（花后 20 d）较高，随果实发育
而呈下降趋势，至成熟期（花后 110 d）最低。这表明，葡萄果实发育过程中，LAR 酶活性受到严
格的发育调控，具有明显的时序性。
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此外，从图 3 还可得知，在果实发育的整个时期，土壤干旱（SRWC 60%）均导致葡萄果实 LAR
酶活性增高。这可能是土壤干旱导致葡萄果实黄烷醇类多酚含量增加的原因之一。而对照 2（SRWC
85% + 遮荫），虽然未控制灌溉，仅采用避雨棚防雨，在整个果实发育过程中，其活性均低于对照 1
（SRWC 85%）和干旱处理（SRWC 60%）。


图 3 土壤干旱对葡萄果实 LAR 酶活性的影响
Fig. 3 Effect of soil drought on the LAR activity during grape berry development

2.4 土壤干旱对葡萄果实 LAR 蛋白的影响
葡萄果实发育过程中，LAR1、LAR2 蛋白含量变化如图 4、图 5 所示。干旱处理（SRWC 60%）
和对照 1（SRWC 85%）、对照 2（SRWC 85% + 遮荫）处理均检出一条 43 kD 多肽。就 LAR1 蛋白
含量而言（图 4），果实正常发育过程中对照 1（SRWC 85%）表现为：花后 20 d 含量最高，随果实
发育而有所下降，花后 90 d 至花后 110 d 含量基本稳定。此外，从图 4 中可以明显看出，土壤干旱
明显导致花后 20 d 至花后 50 d LAR1 蛋白含量增加。与 LAR1 蛋白相似，LAR2 蛋白含量因果实发
育期不同而不同（图 5）。









图 4 土壤干旱对葡萄果实 LAR1 蛋白的影响
Fig. 4 Effect of soil drought on the protein amount of LAR1 in grape berry

图 5 土壤干旱对葡萄果实 LAR2 蛋白的影响
Fig. 5 Effect of soil drought on the protein amount of LAR2 in grape berry
12 期 温鹏飞等：干旱对葡萄果实发育过程中黄烷醇类多酚积累及 LAR 表达的影响 2347

正常发育过程中，花后 20 d LAR2 蛋白含量最高；此后随果实发育，蛋白含量逐步下降；花后
100 d 至花后 110 d 含量有所升高（图 5，SRWC 85%）。土壤干旱明显导致花后 20 d 至花后 50 d LAR2
蛋白含量增加，这可能是相应时期 LAR 酶活性较高的原因之一。
此外，在花后 20 d 至花后 50 d，对照 2（SRWC 85% + 遮荫）果实中 LAR1（图 4）、LAR2（图
5）蛋白含量均低于干旱处理和对照 1（SRWC 85%），这可能是相应时期 LAR 酶活性较低的原因之
一。
2.5 土壤干旱对葡萄果实 VvLAR1 和 VvLAR2 表达的影响
土壤干旱对葡萄果实 VvLAR1 和 VvLAR2 表达的影响如图 6 所示。与 VvLAR2 相比，VvLAR1 在
整个果实发育过程表达量较低。果实正常发育过程中，VvLAR1 在果实发育前期表达量较低，而转
色后表达量有所上升；VvLAR2 在幼果期表达量较高，而随果实发育表达量持续下降。这表明，葡
萄果实中 VvLAR1 和 VvLAR2 表达受到明显的发育调控。
土壤干旱明显影响葡萄果实 VvLAR1 和 VvLAR2 表达（图 6）。就 VvLAR1 而言，葡萄果实发育
前期（花后 20 ~ 70 d），干旱处理和两个对照处理表达水平均较低；但转色期（花后 70 d）后，对
照 1（SRWC 85%）表达量明显上升，花后 90 d、100 d，至果实成熟而迅速下降；土壤干旱下，VvLAR1
在花后 100 d 表达也有所增加，但增幅低于对照 1（SRWC 85%）；而对照 2（SRWC 85% + 遮荫）
则表现为明显抑制 VvLAR1 表达。
整个果实发育过程中，多数情况下土壤干旱处理 VvLAR2 表达量明显高于两个对照。此外，避
雨棚引发的弱光也导致 VvLAR2 表达量有所下降（图 6）。



图 6 土壤干旱下葡萄果实 VvLAR1 和 VvLAR2 表达 Real-time PCR 分析
Fig. 6 Analysis of soil drought on the expression of VvLAR2 and VvLAR2 during the grape berry
development by Real-time PCR

3 讨论
已有研究表明，水分胁迫并不改变葡萄果实生长曲线，但明显抑制葡萄果实的生长，表现为果
实干物质含量减少（Ollé et al.，2011），抑制果实细胞分裂和膨大，导致单粒质量降低（Girona et al.，
2009）。本试验结果与前人（Girona et al.，2009；Acevedo-Opazo et al.，2010）的报道一致。这表明，
通过避雨棚和断根沟措施，分别阻断降水和土壤水分横向移动，成功地营造了土壤干旱胁迫。此外，
土壤干旱导致葡萄果实皮/肉比增加，有利于酿造过程（浸渍或发酵）中果皮中花色苷和其它酚类物
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质的浸提。
多酚类物质具有极强的抗氧化性（Skerget et al.，2005），能够有效清除逆境引发的活性氧迸发
（Ksouri et al.，2007；Niki，2010），从而具有明显的逆境保护作用。因而，在诸多环境胁迫下，植
物次生代谢增强，导致多酚类物质积累（Wang et al.，2012），如紫外线（Agati & Tattiini，2010；
Wang et al.，2010）、低温（Lillo et al.，2008）、高温（Wen et al.，2008）、水分胁迫（Castellarin et al.，
2007；Girona et al.，2009；Ollé et al.，2011；Sánchez-Rodríguez et al.，2011）、机械伤害（Campos-Vargas
et al.，2005）、病害（Schnee et al.，2008）等。
Mencarelli 等（2010）发现，葡萄果实采后失水导致总酚含量暂时增加，黄酮醇和 trans–白藜
芦醇含量上升；Bonghi 等（2012）证实，葡萄果实采后缓慢或快速失水均导致果皮中黄烷–3–醇
和原花色素 B1、B2 含量下降。本试验结果表明，土壤干旱导致赤霞珠葡萄果实黄烷醇类多酚含量
增加，特别是在幼果期，干旱处理明显促进黄烷醇类多酚的积累（图 2），这与 Bonghi 等（2012）
研究结果相矛盾。这可能是由于试材的差异导致的。在本试验中，土壤干旱发生在葡萄果实生长期，
果实仍通过维管组织与植株相连，而 Mencarelli 等（2010）和 Bonghi 等（2012）均采用离体果实。
此外，Peterlunger 等（2005）证实，水分胁迫导致‘梅露辄’葡萄果实总酚、花色苷和儿茶素含量
明显增加。本试验结果与之一致。
Quiroga 等（2012）研究表明，果实转色后水分胁迫对没食子酸、咖啡酸、儿茶素、槲皮素生
物合成没有明显作用。本试验结果表明，虽然土壤干旱处理未导致成熟期果实黄烷醇类多酚的明显
积累，但含量仍高于两个对照。这既可能是幼果期黄烷醇类多酚大量积累的残留效应，也可能是转
色后至成熟期干旱仍能够促进黄烷醇类多酚微量积累。Ollé等（2011）研究表明，转色前和转色后
水分胁迫对葡萄果实原花色素和花色苷积累具有不同作用。因而，这一差异可能是由于水分胁迫处
理时葡萄果实发育期不同所致。也就是说，水分胁迫对果实中多酚类物质积累的作用因果实发育期
不同而不同，具有发育阶段依赖性。
葡萄果实中，LAR 酶与 ANS 分别催化 2, 3–反式、2, 3–顺式–黄烷–3–醇合成[主要分别是
（+）–儿茶素和（–）–表儿茶素]（Gagné et al.，2009），不仅参与黄烷–3–醇单体的生物合成，
而且为原花色素的生物合成提供底物。因而，LAR 酶活性对葡萄果实中黄烷醇类多酚含量和积累具
有决定性作用。Gagné 等（2009）以赤霞珠葡萄果皮为试材阐明了果实发育过程中 LAR 酶活变化规
律，本试验中以果实为试材获得与之相似的结果。因而，葡萄果实发育过程中 LAR 酶活性具有明显
的时间特异性，受到严格的调控。此外，本试验中还发现，土壤干旱处理并未改变葡萄果实发育过
程中 LAR 酶活性变化规律，而明显促进其活性增强（图 3）。
多酚类物质，可以作为溶质，通过渗透调节作用而适应缺水环境（刘松，2007），而且水分胁
迫会导致植物体内活性氧代谢失调（Jaleel et al.，2007；Sánchez-Rodríguez et al.，2011），而多酚类
物质还具有极强的自由基清除能力，能够与酶促系统（如 SOD、POD、CAT 等）及非酶促系统（如
谷胱甘肽、抗坏血酸等）共同参与植物体内活性氧的猝灭（Ksouri et al.，2007；Niki，2010；Rodrigo
et al.，2011；Sánchez-Rodríguez et al.，2011）。因而，土壤干旱明显导致葡萄果实 LAR 酶活性升高
（图 3），可能与水分胁迫能够明显诱导果实多酚类物质积累相关。
Western blot 结果表明，葡萄果实发育过程中 LAR1、LAR2 蛋白含量变化具有明显的规律，且
这一规律与前人研究结果相同（何非，2008）。土壤干旱导致葡萄果实中 LAR1、LAR2 蛋白增加，
特别是在花后 20 d 至 50 d，LAR2 增加更为明显（图 4，图 5）。我们前期研究发现，水杨酸（salicylic
acid，SA）能够通过诱导苯丙氨酸解氨酶（phenylalanine ammonia-lyase，PAL）蛋白合成而诱导 PAL
酶活性增强（Wen et al.，2005）；而且，在高温胁迫下，蛋白合成抑制剂环已亚胺（cycloheximide）
能够抑制 SA 诱导的 PAL 活性增加（Wen et al.，2008）。因而，本试验中 LAR1、LAR2 蛋白含量增
12 期 温鹏飞等：干旱对葡萄果实发育过程中黄烷醇类多酚积累及 LAR 表达的影响 2349

加可能是土壤干旱诱导 LAR 酶活性增强的主要原因。
葡萄果实发育过程中，VvLAR1 和 VvLAR2 表达也表现出明显的规律，这与前人研究结果（何非，
2008）相同。在整个果实发育过程中，VvLAR2 表达明显受到土壤干旱的诱导，而对 VvLAR1 的影响
则因果实发育期不同而不同（图 6）。我们前期研究表明，SA 能够诱导 PAL mRNA 积累，进而导致
PAL 蛋白含量增加，PAL 酶活性增强，多酚类物质积累；且这一诱导过程能够被转录抑制剂放线菌
素 D 所阻断（Wen et al.，2005，2008）。因而，土壤干旱诱导的 VvLAR1 和 VvLAR2 表达可能是 LAR
酶活性增强的主要原因。
此外，遮荫也会明显影响葡萄果实发育过程中 VvLAR1 和 VvLAR2 基因表达（图 4 ~ 图 6）。
Sparvoli 等（1994）研究表明，光对类黄酮代谢途径中大部分结构基因都具有调控作用，遮荫抑制
CHS、CHI、F3H、DFR、LDOX 等基因的表达。Jeong 等（2004）研究表明，遮荫明显抑制 CHS1、
CHS2、CHS3、CHI1、CHI2、F3H1、F3H2、DFR、LDOX、UFGT 等基因表达，从而抑制花色苷积
累。Hou 等（2010）同样证实，遮荫导致 CHS、F3H、DFR、ANS mRNA 水平明显降低，导致花色
苷积累受抑。本试验结果表明，遮荫明显抑制 VvLAR2 在整个果实发育期表达。这可能是弱光对类
黄酮代谢途径中结构基因具有普遍抑制作用。
综上所述，土壤干旱明显影响葡萄果实 VvLAR1 和 VvLAR2 转录，导致 LAR1、LAR2 蛋白含量
有所差异，进而影响 LAR 酶活性发生明显变化，最终导致葡萄果实中黄烷醇类多酚含量的差异。

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