葡萄顏色主要由花色苷含量和種類決定，花色苷主要存在于葡萄果實的表皮層內，直接影響果實的外觀品質，影響商品性狀和消費者的購買欲。葡萄花色苷合成的主要場所在果皮表皮細胞中，并在液泡中積累。然而，人們對葡萄成熟過程中花色苷大量合成積累引起果實著色的生物學機制還研究尚淺。在我國部分產區，‘品麗珠'’赤霞珠‘等常見釀酒葡萄普遍著色不良，嚴重影響產區葡萄酒品質。因此，深入研究葡萄著色機制，創新理論來解決這一產業問題迫在眉睫。為此山東省葡萄研究院種質資源與育種創新團隊科研人員以表觀遺傳調控機制角度入手，精準聚焦’品麗珠‘葡萄果皮細胞展開研究，發現了DNA甲基化調控葡萄著色的新機制。這一成果于2024年2月23日發表于基因組學領域重要學術期刊Genomics（WOS分區1區、CiteScore分區1區；5年最高影響因子6.205），文章標題為《Genome-wide DNA methylation dynamics and RNA-seq analysis during grape （cv.'Cabernet Franc’） skin coloration》。
此研究利用全基因組硫化測序和轉錄組測序方法分析了葡萄果皮在轉色過程中全基因組水平的DNA甲基化動態以及DNA甲基化修飾對關鍵基因表達的影響作用。
研究人員發現在膨大期和著色期的葡萄果皮中，CG類型甲基化水平最高，然而在葡萄著色過程的果皮中CHH類型甲基化的動態變化最強烈，富含CHH序列的DNA甲基化差異區域（DMR）所占比例最高，數量遠高于其他類型的DNA甲基化差異區域。結合轉錄組分析，研究人員發現葡萄花色苷合成途徑中關鍵基因VIT_213s0067g03820和VIT_213s0067g02870 （查爾酮異構酶基因，chalcone isomerase gene）、VIT_206s0009g02920 （類黃酮3',5'-羥化酶基因，flavonoid 3',5'-hydroxylase gene）、VIT_216s0098g00860 （柚皮素3-加氧酶基因，naringenin 3-dioxygenase gene）等會受到DNA甲基化修飾的影響，在葡萄轉色過程的果皮中表達水平顯著上調。葡萄轉色過程中，葡萄果皮細胞內的甲基化轉移酶基因VvMET3、VvCMT2b和VvCMT3表達水平顯著上調，而去甲基化酶基因VvROS1和VvDML3表達水平也顯著上升。
該研究為解決葡萄著色不良問題提供了啟示。山東省葡萄研究院引進的“A類優博人才”李傲博士為文章第一作者。山東省葡萄研究院王鵬飛研究員和寧夏大學單守明教授為文章共同通訊作者。該研究獲得山東省自然科學基金、山東省重大科技創新工程、山東省農業良種工程、山東省農業科學院農業科技創新工程以及寧夏農業關鍵核心技術攻關項目的資助。（撰稿人：李傲 核稿人：趙紅軍）
日期：2024-02-29
此研究利用全基因組硫化測序和轉錄組測序方法分析了葡萄果皮在轉色過程中全基因組水平的DNA甲基化動態以及DNA甲基化修飾對關鍵基因表達的影響作用。
研究人員發現在膨大期和著色期的葡萄果皮中，CG類型甲基化水平最高，然而在葡萄著色過程的果皮中CHH類型甲基化的動態變化最強烈，富含CHH序列的DNA甲基化差異區域（DMR）所占比例最高，數量遠高于其他類型的DNA甲基化差異區域。結合轉錄組分析，研究人員發現葡萄花色苷合成途徑中關鍵基因VIT_213s0067g03820和VIT_213s0067g02870 （查爾酮異構酶基因，chalcone isomerase gene）、VIT_206s0009g02920 （類黃酮3',5'-羥化酶基因，flavonoid 3',5'-hydroxylase gene）、VIT_216s0098g00860 （柚皮素3-加氧酶基因，naringenin 3-dioxygenase gene）等會受到DNA甲基化修飾的影響，在葡萄轉色過程的果皮中表達水平顯著上調。葡萄轉色過程中，葡萄果皮細胞內的甲基化轉移酶基因VvMET3、VvCMT2b和VvCMT3表達水平顯著上調，而去甲基化酶基因VvROS1和VvDML3表達水平也顯著上升。
該研究為解決葡萄著色不良問題提供了啟示。山東省葡萄研究院引進的“A類優博人才”李傲博士為文章第一作者。山東省葡萄研究院王鵬飛研究員和寧夏大學單守明教授為文章共同通訊作者。該研究獲得山東省自然科學基金、山東省重大科技創新工程、山東省農業良種工程、山東省農業科學院農業科技創新工程以及寧夏農業關鍵核心技術攻關項目的資助。（撰稿人：李傲 核稿人：趙紅軍）
日期：2024-02-29
