中国农业科学｜吉林省农业科学院果树研究所温景辉课题组挖掘赤霉素调控‘蜜汁’葡萄穗轴硬化关键基因

葡萄是主要经济果树之一，营养价值丰富，含矿质元素、糖类和维生素等多种营养成分。具有结果早、经济价值高、适应性强等特点，是推动农村产业结构调整、助力乡村振兴的重要产业。据FAO统计，2022年中国葡萄栽培面积为70.51 hm²，占全世界的12.3%，是第一大鲜食葡萄生产国。植物生长调节剂在果树生产中应用广泛，利用赤霉素进行无核处理是生产优质、大粒、无核葡萄果实的重要途径。葡萄赤霉素处理常伴随穗轴硬化，容易引发成熟期落粒问题。因此，研究赤霉素对葡萄穗轴形态变化，明确影响硬化的关键基因，对实现葡萄优质生产具有重要意义。

近期，吉林省农业科学院果树研究所温景辉课题组完成的题为“赤霉素调控‘蜜汁’葡萄穗轴硬化关键基因的挖掘”的研究在《中国农业科学》2026年第59卷1期正式发表。

该研究以‘蜜汁’葡萄为试材，于花期进行赤霉素处理，以清水处理为对照，采集处理后15 d的穗轴中段，进行形态观察和转录组学分析，筛选木质素合成相关差异表达基因（DEGs），并进行qRT-PCR表达验证，测定其对应的酶活性和木质素含量，将表型指标、关键差异基因、相关酶活性和木质素含量进行相关性分析，最终确定穗轴硬化的关键基因。

结果显示，处理后穗轴木质部与形成层之间无“空隙结构”，表皮、韧皮部和髓部出现较为密集的纤维素结构。

葡萄穗轴石蜡切片（横切面）

差异表达基因（DEGs）共有4 459个，其中26个DEGs参与苯丙烷生物合成（木质素合成的重要通路）；筛选出4个木质素合成关键差异表达基因F6HNF5（Vitvi13g00622）、D7SYR4（Vitvi01g00658）、F6H218（Vitvi19g00186）和F6GS10（Vitvi17g00898）的qRT-PCR表达情况与转录组测定结果趋势一致，其所调控的苯丙氨酸解氨酶（PAL）和肉桂醇脱氢酶（CAD）活性显著上升，木质素含量显著增加，说明筛选的4个木质素合成基因是引起穗轴硬化的关键基因。

赤霉素处理后样本间基因表达水平相关系数热图和表达情况柱形图

苯丙氨酸代谢通路标色图

苯丙氨酸代谢通路4个关键基因的qRT-PCR验证

综上，赤霉素处理引起穗轴形态结构发生明显变化，F6HNF5、D7SYR4、F6H218和F6GS10是影响‘蜜汁’葡萄穗轴硬化的关键基因。

吉林省农业科学院果树研究所温景辉研究员和申海林研究员为该文共同通讯作者，王思琪为第一作者。

该研究获得国家葡萄产业技术体系（cars29-8）、吉林省农业科技创新工程（CXGC2024RCY026）资助。

全文链接：

《赤霉素调控‘蜜汁’葡萄穗轴硬化关键基因的挖掘》

文献引用：

王思琪, 邹利人, 白瑞雯, 闫可, 王思洋, 齐晓光, 申海林, 温景辉. 赤霉素调控‘蜜汁’葡萄穗轴硬化关键基因的挖掘[J]. 中国农业科学, 2026, 59(1): 179-189.

WANG SiQi, ZOU LiRen, BAI RuiWen, YAN Ke, WANG SiYang, QI XiaoGuang, SHEN HaiLin, WEN JingHui. Screening of Key Genes Related to Gibberellic Acid Regulation of Rachis Hardening in Honey Grapes[J]. Scientia Agricultura Sinica, 2026, 59(1): 179-189.