我国北方葡萄主栽区属于大陆性气候，冬季低温干旱。不同葡萄品种因抗性差异在冬芽上的表现尤为显著，抗性品种凭借复杂的代谢机制安全渡过寒冬，而不同品种间的冬芽的物质代谢和能量变化差异还未见报道。
为揭示不同抗寒性的葡萄在田间冷驯化过程中的抗性机制，中国科学院植物种质创新与特色农业重点实验室、武汉植物园植物多样性与进化学科组研究人员选用抗寒葡萄野生种Vitis amurensis （Va）和欧亚种Vitis vinifera （Vv）在中科院植物研究所10月和12月的冬芽作为材料，通过iTRAQ标记的HPLC-MS/MS技术进行蛋白质组学的测定，共检测到6639种蛋白质。差异分析显示有382种蛋白质上调，524种蛋白质含量下降。相较于Vv，抗性品种Va含有较少的差异蛋白。通路分析表明两个品种的蛋白调控和能量代谢通路变化都较为显著。苯丙素的生物合成通路在Va中显著上升，而在Vv中呈下降趋势。Vv中能量代谢和生物学过程等显著富集。其中谷胱甘肽代谢途径显著上调而各种次生代谢途径显著下调，这与Va中的代谢机制显著不同。冷驯化后以苯丙氨酸解氨酶（PAL）为代表的苯丙素生物合成的关键蛋白在Va中显著上调，而该通路蛋白在Vv中呈下降趋势，表明此通路的差异可能是两个葡萄品种抗性差异的原因之一。对12个基因进行qRT-PCR定量分析发现部分转录组和蛋白质组数据之间具有一致性。该成果为今后葡萄的抗性研究提供有力的基础。
上述研究成果以 “Proteomic variation in Vitis amurensis and V. vinifera buds during cold acclimation” 为题发表在国际学术期刊Scientia Horticulturae。博士研究生Valerie F. Masocha和硕士研究生李青云为本文的第一作者。该研究项目得到国家重点研发计划(2018YFD1000300)等项目的资助。
论文链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0304423819310295。
图：山葡萄（Va）和欧亚种‘京早晶’（Vv）芽田间低温驯化差异蛋白（DAPs）聚类比较
