外源γ-氨基丁酸对蛇龙珠葡萄果实糖酸代谢的影响

王宇航 韩爱民 张立梅 李斗 金鑫 王春恒 冯丽丹 杨江山

摘 要：【目的】探讨外源γ-氨基丁酸（GABA）对葡萄果实糖酸积累及代谢的影响。【方法】以蛇龙珠葡萄为试材，于开 花期、坐果期、膨大期和转色期分别用5 mmol·L（-1 T1）、10 mmol·L（-1 T2）、15 mmol·L（-1 T3）、20 mmol·L（-1 T4）的GABA 溶液进行叶面喷施，以喷施蒸馏水作为对照（CK），研究其对葡萄果实发育过程中糖、酸组分含量以及相关代谢酶活性 的影响。【结果】叶面喷施GABA溶液能显著提高葡萄果实可溶性糖含量，T2处理显著提高蔗糖、葡萄糖和果糖含量， 蔗糖合成酶合成方向（SuSy-s）、蔗糖磷酸合成酶（SPS）、酸性转化酶（AI）及中性转化酶（NI）活性均显著提高。GABA 处理均能显著提高谷氨酸脱羧酶（GAD）活性和果实GABA含量。适宜浓度GABA处理能显著提高葡萄果实草酸、酒 石酸、富马酸、柠檬酸、α-酮戊二酸、苹果酸含量，酸代谢相关酶活性均显著提高。GABA与NI、柠檬酸呈极显著正相 关，与SPS、草酸、线粒体乌头酸酶（Mit-ACO）呈显著正相关。【结论】外源GABA通过提高蔗糖合成相关酶、转化酶活 性和有机酸代谢酶活性，提高了葡萄果实葡萄糖、果糖、苹果酸、酒石酸等有机酸含量，进而改善了葡萄风味品质。

关键词：蛇龙珠葡萄；γ-氨基丁酸；蔗糖代谢；有机酸代谢

中图分类号：S663.1 文献标志码：A 文章编号：1009-9980（2023）04-0699-1

糖和有机酸是影响果实品质的重要代谢物质， 与挥发性物质一起决定果实的风味品质[1] 。酿酒葡 萄适宜的糖和酸含量是决定葡萄酒风味品质的重要 因素，葡萄果实中最主要的可溶性糖是葡萄糖和果 糖，有机酸主要为酒石酸和苹果酸，此外还含有少量 的琥珀酸、草酸和柠檬酸，糖和有机酸的合成与积累 主要受蔗糖代谢相关酶和三羧酸循环相关酶的调 控[2] 。目前生产中主要通过温度、光照、水分、土壤 等环境因素的调控和栽培措施来提高葡萄果实糖分 和有机酸的积累[3] 。

γ-氨基丁酸（GABA）是一种广泛存在于植物体 内的四碳非蛋白氨基酸，GABA支路途径是GABA 通过谷氨酸脱羧酶（GAD）生物合成，并绕过TCA循 环中2种关键酶α-酮戊二酸脱氢酶（α-KGDH）和琥 珀酰辅酶A连接酶（SCS）的反应，最后以琥珀酸的 形式返回三羧酸循环[4] 。研究表明，外源 GABA 处 理可以提高采后苹果果实中草酸、苹果酸、乌头酸、 琥珀酸的水平[5] 。Faraj等[6] 的研究结果表明GABA 處理提高了柑橘叶片中琥珀酸水平，并且提升了 GABA 转 氨 酶（GABA- T）、琥 珀 酸 半 醛 脱 氢 酶 （SSADH）、苹果酸脱氢酶和琥珀酸脱氢酶等的活 性；GABA在碳代谢与氮代谢之间也发挥重要作用， 谷氨酸脱羧酶（GAD）作为GABA合成的关键酶，在 GAD基因敲除的拟南芥中发现，拟南芥种子中可溶 性糖和有机酸含量明显下降[7-8] 。但外源 GABA 在 葡萄果实发育过程中对果实糖酸积累及代谢的影响 鲜有报道。因此，笔者在本研究中以10年生酿酒葡 萄蛇龙珠为试材，对葡萄叶片进行不同浓度GABA 处理，通过测定葡萄果实糖酸组分、糖酸代谢及GA BA 合成相关酶活性，探讨 GABA 对葡萄果实发育 过程中糖酸代谢机制和GABA代谢的影响，以期为 酿酒葡萄优质生产提供理论依据。

1 材料和方法

1.1 试验材料

试验在甘肃农业大学食品科学与工程学院露地 葡萄园进行，供试品种为10年生酿酒葡萄品种蛇龙 珠，株行距为0.75 m×1.5 m，单干双臂Y形整形，南 北走向。

1.2 试验设计

试 验 共 设 4 个 GABA 浓 度 处 理 ：5（T1）、10 （T2）、15（T3）、20 mmol·L（-1 T4），以蒸馏水处理为对 照（CK），于盛花期、坐果期、膨大期、转色期对长势 一致、无病虫害的植株进行叶面喷施，以叶片开始滴 液为准，每个处理设3个重复，每个重复5株。果实 采样时间为处理后第3天上午8：00，成熟期再取样1 次，每株随机选取1穗葡萄，冰盒贮运至实验室，液 氮冷冻后放入超低温冰箱备用。

1.3 果实可溶性总糖、糖组分含量及蔗糖代谢相关 酶活性测定

可溶性总糖含量采用蒽酮硫酸法测定[9] ，使用高 效液相色谱仪（美国Waters Acquity Arc）参照贺雅娟 等[10] 的方法进行果实蔗糖、葡萄糖和果糖含量的测 定。葡萄果肉加液氮研磨后称取 0.5 g，加入 5 mL 80%乙醇，35 ℃超声提取20 min，12 000 r·min-1 离心 15 min，重复提取 2 次，每次加 80%乙醇 2 mL，合并 上清液，定容至10 mL，真空离心浓缩仪旋转蒸发至 全干（60 ℃），用 1 mL 超纯水 1 mL 乙腈复溶，用 0.22 μm 有机相微孔滤膜过滤后加入样品瓶中待 测。色谱条件：XBridge BEH Amide色谱柱（4.6 mm× 150 mm，2.5 μm），柱温 40 ℃，流动相为 75%乙腈、 0.2%乙胺以及 24.8%超纯水，流速 0.8 mL·min-1 ，进 样量 10 μL，检测波长为 254 nm。蔗糖、葡萄糖和 果糖的标准曲线分别为y=110 269x-9 598.4，R2 = 0.999 3、y=110 132x-9 849.6，R2 =0.999 4、y=104 844x-10 395，R2 =0.999 2。

SuSy-s（蔗糖合酶合成方向）、SuSy-c（蔗糖合酶 分解方向）、SPS（蔗糖磷酸合成酶）、AI（酸性转化 酶）、NI（中性转化酶）酶液提取参考文献[11]的方 法，酶活性测定参考文献[12]的方法。以鲜质量计。

1.4 果实GAD、GABA、有机酸组分含量及有机酸 代谢相关酶活性测定

GAD 酶液提取及酶活性测定采用文献[13]的 方法，GABA 含量测定采用文献[14]的方法。果实 草酸、酒石酸、莽草酸、富马酸、柠檬酸、α-酮戊二 酸、苹果酸含量测定参考文献[15]的方法，葡萄果 肉加液氮研磨后称取 1.5 g，加入 7.5 mL 超纯水， 4 ℃、10 000 r·min-1 离心 10 min，用 0.22 μm 水相微 孔濾膜过滤，将滤液加入样品瓶中待测，使用美国 Waters Acquity Arc高效液相色谱仪，亚特兰蒂斯T3 柱（4.6 mm×150 mm，3 μm），流动相为 20 mmol·L-1 NaH2PO4 溶液（用 H3PO4 将 pH 调至 2.7），流速为 0.50 mL·min-1 ，柱温为 30 ℃，检测波长为 210 nm， 进样量为 20 μL。草酸、酒石酸、莽草酸、富马酸、柠檬酸、α-酮戊二酸、苹果酸的标准曲线分别为y=28 071 704.260 7x-2 742.293 2，R2 =0.999 4、y= 4 250 792.452 8x-3 184.606 5 ，R2 =0.999 1 、y= 102 070x-30 412，R2 =0.997 9、y=174 769.779 9x+ 13 427.704 9 ，R2 =0.999 8 、y=1 877 841.095 9x- 2 096.561 6，R2 =0.998 6、y=18 989x-43 769，R2 =0.999 5、y=1 721 625.744 2x+5 796.673 9，R2 =0.999 9。

CS（柠檬酸合酶）、Cyt-ACO（细胞质乌头酸 酶）、Mit-ACO（线粒体乌头酸酶）、NAD-IDH（NAD- 异柠檬酸脱氢酶）、PEPC（磷酸烯醇式丙酮酸羧化 酶）、NAD-MDH（NAD-苹果酸脱氢酶）、NADP-ME （NADP-苹果酸酶）酶液提取及活性测定参考文献 [16-17]的方法，以鲜质量计。

1.5 数据统计分析

采用 SPSS 23.0 进行数据处理，方差分析采用 Duncans多重比较。采用Excel进行图表绘制。

2 结果与分析

2.1 GABA对葡萄果实可溶性总糖及糖组分含量的 影响

如图1-A所示，在果实发育过程中，膨大期和转 色期可溶性总糖含量迅速增加，成熟期增加缓慢；膨 大期GABA处理葡萄可溶性总糖含量较CK提高效 果最明显，其中T3处理较CK提高了0.81倍；成熟期 GABA 处理均显著提高了可溶性总糖含量（p＜ 0.05），其中 T2 处理较 CK 提高了 0.09 倍，说明外源GABA处理有利于果实可溶性总糖的积累。 坐果期和膨大期蔗糖（图 1-B）、葡萄糖（图 1- C）、果糖（图 1-D）含量缓慢增加，随着葡萄果实成 熟，葡萄糖、蔗糖、果糖含量迅速增加。成熟期GA BA 处理均显著提高了葡萄糖含量（p＜0.05），其中 T2处理效果最好，较CK提高了0.33倍；成熟期T2、 T3和T4处理蔗糖含量较CK均显著提高（p＜0.05）， 其中T2处理提高效果最为显著，较CK提高了0.63 倍；成熟期 T1 和 T2 处理果糖含量提高显著（p＜ 0.05），分别较CK提高了0.32倍、0.48倍。

2.2 GABA对葡萄果实蔗糖代谢酶活性的影响

在果实发育过程中CK处理SuSy-s活性呈先升 高后降低的变化趋势，葡萄转色期达到最高（图 2- A）。经过GABA处理后，各处理SuSy-s活性随着时间的推移，均显著高于CK，其中T2处理效果最为显 著（p＜0.05），较CK坐果期、膨大期、转色期和成熟 期分别提高了1.79、0.59、0.45、1.11倍。

如图2-B所示，CK处理SPS活性在果实发育过 程中呈波动型变化趋势，在膨大期缓慢上升，在转色 期到达最低点，随后又开始上升。坐果期GABA处 理均显著提高了 SPS 活性（p＜0.05），分别是 CK 的 0.83、1.37、1.76、1.71倍；从膨大期至成熟期，T2处理 和T3处理SPS活性较CK提高显著且波动较小，转 色期效果最为显著（p＜0.05），分别是 CK 的 1.25、 1.01 倍。成熟期 GABA 处理 SPS 活性均显著高于 CK（p＜0.05），但不同浓度GABA处理差异不明显。 SuSy-c活性（图2-E）在坐果期最高，随着果实的 发育呈迅速下降-缓慢升高-迅速下降趋势，坐果期 GABA处理均显著增强了SuSy-c的活性（p＜0.05）， 其中，T1处理效果最好，较CK提升了0.55倍；但从 膨大期开始至成熟期，GABA处理表现出明显的抑 制作用，膨大期和转色期T4处理的抑制作用表现最 强，成熟期T3处理抑制作用最显著（p＜0.05），较CK 降低了17%。说明T2处理能够提高SuSy-s、SPS活 性，降低SuSy-c活性，有利于葡萄果实蔗糖大量合成 和积累，而T3处理抑制蔗糖分解作用最强。

AI（图2-C）和NI（图2-D）活性随着果实发育均 逐渐升高，成熟期AI活性迅速降低，而NI活性降低 缓慢。膨大期、转色期GABA处理AI活性均显著提 升，其中膨大期 T3 处理效果最显著（p＜0.05），较 CK 提高了 0.95 倍 ，转色期 T2 处理最显著（p＜ 0.05），较CK提高了0.40倍，成熟期各处理间差异均 不显著。膨大期和转色期各处理NI活性均没有表 现出显著差异，成熟期T3处理效果显著（p＜0.05）， 较 CK 提高了 0.22 倍。AI 和 NI 活性的提高提升了 蔗糖转化为葡萄糖和果糖的速率，从而促进了葡萄 糖和果糖的积累。

2.3 GABA对葡萄果实GABA含量和有机酸组分 含量的影响

如图3-A所示，CK处理葡萄GABA含量在果实 发育过程中呈先升高后降低的趋势，经过GABA处 理后，各处理 GABA 含量随着时间的推移，均显著 高于对照（p＜0.05），其中坐果期 T3 处理对 GABA 含量提升的效果最显著，是CK的3.91倍，说明外源 GABA处理能提高葡萄果實GABA含量。

草酸含量随着果实成熟逐渐升高（图 3-B），而 酒石酸含量在果实发育过程中呈现出先升高后略微 降低再升高的趋势（图 3-C）。经过对 GABA 处理 后 ，成熟期草酸及酒石酸含量均显著提高（p＜ 0.05），其中T2处理的效果最为显著，分别是CK的 1.21、1.08倍，说明不同浓度GABA处理均能提高草 酸及酒石酸含量。

莽草酸（图 3-D）含量呈先升高后降低的趋势， 坐果期各处理莽草酸含量达到峰值，其中T3处理莽 草酸含量最高，是 CK 的 3.23 倍，但随着果实的成 熟，各处理莽草酸含量均较低且差异较小；而富马酸 含量（图 3-E）呈缓慢升高的趋势，转色期和成熟期 变化较小，成熟期GABA处理显著提高了富马酸含 量（p＜0.05），以T2处理效果最显著，富马酸含量较 CK 提升了 0.49 倍；说明适宜浓度 GABA 处理有利 于莽草酸及富马酸的积累。

柠檬酸含量（图3-F）随着果实的发育呈先迅速 升高、略微降低后再升高的趋势，在膨大期达到峰 值，成熟期 GABA 处理均显著提高了柠檬酸含量 （p＜0.05），其中T2处理效果最好，是CK的2.26倍， GABA处理能促进果实柠檬酸的积累。

在果实发育过程中，CK 处理α-酮戊二酸含量 （图3-G）呈逐渐降低的趋势，但GABA处理呈先上 升后下降的趋势，转色期达到峰值，其中T2处理效 果最为显著（p＜0.05），转色期T2处理是CK的3.74 倍，成熟期T2处理是CK的3.41倍。

如图3-H所示，CK处理苹果酸含量随着果实发 育呈逐渐降低的趋势，但T2处理呈先上升后下降的 趋势，与CK相比，T2处理均显著提高了苹果酸含量 （p＜0.05），其中膨大期T2处理苹果酸含量最高，随 着果实成熟迅速降低，成熟期T2处理是CK的1.11 倍。

2.4 GABA对葡萄果实GAD及有机酸代谢相关酶 活性的影响

GAD可以通过谷氨酸合成GABA。如图4-A所 示，在果实发育过程中，CK处理葡萄GAD活性缓慢 降低，经过GABA处理后，各处理GAD活性随着时 间的推移，均显著高于CK（p＜0.05），且降低幅度较 小，其中，成熟期T4处理提升效果最为显著，较CK 提高了0.50倍。

如图4-B所示，CK处理CS活性呈缓慢降低-迅 速升高-迅速降低的趋势，转色期活性最高，成熟期 迅速降低。坐果期、膨大期和转色期GABA处理CS 活性均显著高于CK（p＜0.05），其中膨大期T3处理 的提升效果最显著，CS活性是CK的3.95倍。

ACO催化柠檬酸产生水和顺乌头酸，Cyt-ACO 和Mit-ACO是植物中的2种同工酶。如图4-C、D所 示，Cyt-ACO活性在坐果期最高，随着果实发育逐渐 降低，各处理Mit-ACO活性在果实发育过程中均呈 迅速降低-缓慢上升的变化趋势，转色期 Mit-ACO 活性最低。坐果期 GABA 处理均显著提高了 Cyt ACO和Mit-ACO活性（p＜0.05），其中T3处理效果 最为显著，分别是CK的2.90和1.67倍。ACO活性 的提高可加快柠檬酸的利用，但ACO活性较CS活 性低，有利于柠檬酸积累，NAD-IDH也是柠檬酸降 解的控制因子，NAD-IDH活性（图4-E）在果实发育 过程中呈先缓慢降低后迅速升高的变化趋势，成熟 期 NAD-IDH 活性最高。NAD-IDH 活性成熟期 T4 处理提升效果最为显著（p＜0.05），是CK的1.58倍。

如图 4-F 所示，PEPC 活性随果实成熟逐渐上 升，成熟期酶活性最高且各处理均差异显著（p＜ 0.05），其中，T2处理提升效果最为显著，较CK提高 了0.86倍。NAD-MDH活性在果实发育过程中先迅 速升高后缓慢升高（图4-G）；成熟期T2、T3和T4处 理 NAD-MDH 活性均与 CK 差异显著（p＜0.05），其T4 处理提升效果最显著，较 CK 提高了 0.41 倍。 CK处理NADP-ME活性在果实发育过程中逐渐升 高（图 4-H）。GABA 处理与 CK 相比均显著提升了 NADP-ME 活性（p＜0.05），以膨大期提升效果最显著，分别是CK的1.44、1.14、1.27、1.51倍，但不同浓 度GABA处理的效果不显著。

2.5 葡萄果实发育过程中GABA代谢与糖组分含 量及糖代谢相关酶活性的相关性

利用SPSS软件对葡萄果实GABA含量、GAD、 糖组分含量及糖代谢相关酶活性进行相关性分析， 获得相关系数矩阵（表 1）。结果表明，GABA 与 GAD、NI呈极显著正相关（p＜0.01），与SPS呈显著 正相关（p＜0.05）。蔗糖与可溶性糖、葡萄糖、果糖、 SuSy-s 呈极显著正相关（p＜0.01），与 SuSy-c、NI 呈 极显著负相关（p＜0.01）。葡萄糖和果糖与可溶性 糖 、蔗糖 、SuSy- s 呈极显著正相关（p＜0.01），与SuSy-c、NI 呈极显著负相关（p＜0.01），与 AI 呈显 著负相关（p＜0.05）。

2.6 不同浓度 GABA 处理对葡萄果实发育过程 中GABA代谢与有机酸组分含量及有机酸代谢相 关酶活性的相关性

利用SPSS软件对葡萄果实GABA含量、GAD 活性、有机酸组分含量及有机酸代谢相关酶活性 进行相关性分析，获得相关系数矩阵（表2）。结果 表明，GABA与GAD、柠檬酸呈极显著正相关（p＜ 0.01），与 草 酸 、Mit- ACO 呈 显 著 正 相 关（p＜ 0.01）。草酸與富马酸、酒石酸、IDH、MDH、ME、 PEPC呈极显著正相关（p＜0.01），与GABA、CS呈 显著正相关（p＜0.05）。富马酸与草酸、酒石酸、α- 酮戊二酸、CS、MDH、ME、PEPC 呈极显著正相关 （p＜0.01）。酒石酸与草酸、富马酸、ME呈极显著 正相关（p＜0.01），与柠檬酸、MDH呈显著正相关 （p＜0.05）。莽草酸与 GAD、苹果酸、Cyt-ACO、 Mit- ACO 呈极显著正相关（p＜0.01），与 MDH、 PEPC 呈显著负相关（p＜0.05）。柠檬酸与 GABA 呈极显著正相关（p＜0.01），与酒石酸呈显著正相关 （p＜0.05）。苹果酸与 GAD、莽草酸、MDH、PEPC 呈 极显著正相关（p＜0.01），与 Mit-ACO 呈显著正相关 （p＜0.05），与CS、IDH、ME呈显著负相关（p＜0.05）。α-酮戊二酸与富马酸呈极显著正相关（p＜0.01），与 GAD、草酸、CS呈显著正相关（p＜0.05）。

3 讨 论

糖、有机酸是构成果实风味物质的重要组成部 分，而在酿酒葡萄中，糖和有机酸含量是影响葡萄酒 品质的重要因素。研究表明，酿酒葡萄中的糖类大部 分转化为酒精，约10%转化为脂类和酚酸类物质，蔗 糖、葡萄糖及果糖含量的提高可以增加葡萄酒的风味 强度，而有机酸种类及含量的变化不仅对葡萄酒的口 感、色泽及稳定性都有影响，还具有调节酸碱平衡的 作用[18] ；张扬等[19] 研究表明酒石酸等有机酸含量的提 高可以增强葡萄酒的色泽和香气。在蛇龙珠葡萄发 育过程中，各种糖类物质含量逐渐上升，有机酸含量 逐渐降低，在果实成熟期，蛇龙珠葡萄中葡萄糖含量略高于果糖含量，蔗糖含量较低，有机酸中酒石酸和 苹果酸含量最高，10 mmol·L-1 GABA处理后，蔗糖、 葡萄糖及果糖含量均显著高于对照，且果糖含量略 高于葡萄糖含量，酒石酸、苹果酸、柠檬酸等有机酸 含量也显著提高。因此，外源GABA处理提高了酿 酒葡萄糖和有机酸含量，使酿酒葡萄果实达到适宜 的糖酸含量，可能是提高葡萄酒品质的重要措施。

研究表明，外源喷施GABA通过提高正常条件 和低温条件下番茄叶片叶绿素含量，提高抗氧化酶 活性和叶片净光合速率，从而提高可溶性糖、还原糖 及非还原糖含量[20] 。GAD 作为 GABA 支路中 GA BA合成的关键酶，拟南芥GAD突变体种子表现出 部分糖和有机酸含量降低[8] 。在本研究中，通过喷 施不同浓度的GABA，各处理均表现出可溶性糖、葡 萄糖、果糖、蔗糖含量增加。

在植物中，蔗糖、葡萄糖及果糖的积累主要由 SuSy、SPS、AI 及 NI 共同调控 ，蔗糖的合成通过 SuSy和SPS催化，而葡萄糖和果糖的积累则来自蔗 糖的分解，由转化酶和SuSy催化[21] 。在蛇龙珠葡萄 果实发育过程中，在果实发育初期SPS活性较高，在 果实发育后期活性下降，SuSy-s活性则在果实发育 的中后期迅速升高，而果实中的蔗糖含量随着果实 的成熟逐渐升高，因此，SuSy可能是决定果实蔗糖 积累的重要因素。通过相关性分析发现，蔗糖含量 与SuSy-s活性呈极显著正相关，与SuSy-c活性、NI 活性呈极显著负相关，说明SuSy可能是调控果实蔗 糖含量的关键酶，而NI可能是果实成熟过程中调控 蔗糖分解的关键酶；这与寇单单等[22] 的结果一致。 通过分析发现，GABA含量与SPS活性呈显著正相 关，GABA可能通过影响SPS活性影响蔗糖含量，但 其调控机制仍需进一步研究。外源 GABA 处理显 著提高了葡萄糖和果糖的水平和转化酶活性，而 GABA处理在果实发育中后期，SuSy-c活性在果实 发育过程中呈缓慢降低的趋势，且酶活性均较低， AI活性在果实发育过程中逐渐升高，且活性较高， AI可能在调控葡萄糖和果糖积累过程中发挥关键 作用，与文献[23-24]结论一致。通过相关分析发现， GABA含量与NI活性呈极显著正相关，说明GABA 也可能通过提高NI活性，从而影响蔗糖代谢。研究 表明，蔗糖可作为信号分子调控基因的表达，从而影 响酶催化活性[25] 。蔗糖水平的提高可能提高了转化 酶活性，进而促进了葡萄糖和果糖的积累[26] 。本研 究结果显示外源GABA处理提高了蔗糖合成相关酶 的活性，降低SuSy-c活性，促进了蔗糖的积累，通过 提高转化酶活性提高了葡萄糖和果糖含量。但其调 控机制仍需进一步研究。

谷氨酸脱羧酶（GAD）是谷氨酸合成GABA的限 速酶，外源 GABA 通过提高 GAD、GABA-T 活性和CmGAD基因表达量，促进GABA的生物合成，进而增 强了GABA支路的效率[27- 28] 。这与本研究的结果一 致，外源GABA条件下，GAD活性和GABA含量显著 提高，相关性分析表明，GABA含量与GAD活性呈极 显著正相关，说明GAD可能是GABA合成的关键酶。 GABA通过GABA支路连接三羧酸循环，而三 羧酸循环是果实中碳水化合物、有机酸和氨基酸代 谢的桥梁[29] 。果实中各种有机酸的积累取决于有机 酸的合成、降解和利用的平衡[30] 。酒石酸、苹果酸、 琥珀酸、草酸和柠檬酸是影响葡萄果实风味的主要 有 机 酸 ，受 PEPC、NADP- ME、NADP- IDH、Cyt ACO、NAD-MDH和CS直接或间接调节。PEPC将 磷酸烯醇丙酮酸催化为草酰乙酸，随后在 NAD MDH 存在下降解为苹果酸或通过 CS 降解为柠檬 酸，而苹果酸可通过 NADP-ME 进一步降解为丙酮 酸，柠檬酸盐可通过ACO和NAD-IDH分解为α-酮 戊二酸和二氧化碳[31] 。喷施使用同位素标记的GA BA 发现，GABA 能快速转化为琥珀酸并进入 TCA 循环[32] 。有学者发现外源 GABA 能提高 TCA 循环 的速率，增强酸代谢相关酶活性，从而促进了有机酸 的积累[6，33] 。Shoukun[5] 认为GABA处理的果实可加 速苹果酸的生物合成和抑制其分解 ，通过上调MdGAD、MdGABA-T和MdSSADH，促进GABA分流 的活性，这可能导致琥珀酸和GABA的积累。笔者 在本研究中发现外源GABA增加了果实中CS、Cyt ACO、Mit- ACO、NAD- IDH、PEPC、NAD- MDH、 NADP-ME的活性，果实中草酸、酒石酸、莽草酸、富 马酸、柠檬酸、α-酮戊二酸和苹果酸含量也显著提 高，通过相关性分析发现，GABA含量与柠檬酸含量 呈极显著正相关，与草酸含量呈显著相关，说明GA BA处理能促进柠檬酸和草酸的积累。可能是外源 喷施 GABA 后，能使果实中 GABA 含量迅速升高， GABA 通过 GABA 支路转化为琥珀酸进入 TCA 循 环，琥珀酸含量的增加通过负反馈调节使α-酮戊二 酸含量增加，从而降低柠檬酸的分解速率，促进了柠 檬酸的积累；而琥珀酸含量的增加也可提高苹果酸合成的底物水平，从而促进苹果酸的积累；TCA 循 环速率的提高为其他中间代谢产物提供了较高水平 的底物，促进了草酸、酒石酸、莽草酸、富马酸的积 累。有研究表明，GABA调节ALMT（铝活化阴离子 蛋白）的活性来引发跨膜电位差的变化，从而影响三 羧酸循环的中间代谢产物[34] 。Alexis[35] 的研究表明VvALMT9 能够介导向内整流苹果酸盐和酒石酸盐 电流，促进这些二羧酸在葡萄浆果液泡中的积累。

4 结 论

研究结果表明，外源GABA通过提高SuSy-s和 SPS活性，抑制SuSy-c活性来促进蔗糖的积累，通过 提高转化酶活性来促进葡萄糖和果糖的积累。外源 喷施GABA通过提高GAD活性来促进GABA的生 物合成，从而提高TCA循环速率，柠檬酸合酶、细胞 质乌头酸酶和线粒体乌头酸酶、NAD-异柠檬酸脱氢 酶、磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶、NAD-苹果酸脱氢酶 和 NADP-苹果酸酶活性均显著提高，促进了草酸、 酒石酸、莽草酸、富马酸、柠檬酸、α-酮戊二酸和苹果 酸的积累，进而改善了葡萄风味品质，以叶面喷施 10 mmol·L-1 GABA效果最好。

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