我国西北地区降雨量少,日照充足,昼夜温差大,有利于植物体内有机物的合成,特别是糖分积累。甘肃河西地区是世界公认的酿酒葡萄生产的最佳地域,但由于这些地区冬季气温常常可下降到-15℃以下,属于葡萄埋土越冬栽培区。近年来由于频发的极端低温和春季晚霜冻的影响,使酿酒葡萄遭受严重冷冻害的事件时有发生,已严重影响了酿酒葡萄种植业和葡萄酒产业的发展。葡萄抗冻性的内在机制是一个复杂的问题,受到多方面综合因素的影响。目前对低温下葡萄抗寒机理和生理过程仍缺乏系统研究。葡萄属中有些品种具有极强的抗冻特性,如砧木贝达,其根系可以抵御-20℃以下的低温,为抗冻性葡萄的改良研究提供重要的种质资源与实验材料。本研究利用甘肃农业大学生科院酿酒葡萄抗逆种苗培育基地提供的材料,选用抗冻性较强的―贝达‖、―SO4‖、―101-14‖、―5BB‖等4个砧木品种和抗冻性较弱的―梅鹿辄‖、―黑比诺‖等2个酿酒葡萄越冬枝条为实验材料,对其含水量、蔗糖含量、蔗糖酶(Inv)活性、蔗糖合成酶(SS)活性、蔗糖磷酸合成酶(SPS)活性、淀粉含量、淀粉酶(Amy)活性以及淀粉磷酸化酶(SP)活性进行测定,研究分析不同越冬期中葡萄枝条中蔗糖、淀粉含量的变化与相关代谢酶活性的关系,以及这些变化与葡萄抗冻性的关系,以期为葡萄抗冻性的形成机理和提高葡萄抗冻性研究提供技术资料。1.从2013年12月21日越冬覆盖期到翌年3月19日越冬后期,―SO4‖、―贝达‖和―梅鹿辄‖、―黑比诺‖4个供试品种枝条中蔗糖总体呈―中—低—高‖的变化趋势,平均含量从越冬初期的47.03 mg·g-1DW增加到越冬后期的52.98mg·g-1DW,最低值出现在越冬中期(2月13日),为23.88 mg·g-1DW。SS与SPS在不同越冬期中分别保持较高活性,平均达到638.69 mg·g-1·h-1FW和727.59mg·g-1·h-1FW,是葡萄越冬枝中蔗糖合成的主要酶。而Inv活性除在越冬中期有所升高外,在其它越冬期均表现出较低水平(15.82 mg·g-1·h-1FW),与蔗糖含量的变化呈显著负相关关系。2.从2014年12月20日越冬覆盖期到翌年3月19日越冬后期,供试的―贝达‖、―101-14‖、―5BB‖和―SO4‖越冬枝中蔗糖变化趋势与上年基本相同,平均含量从越冬初期的17.92 mg·g-1DW增加到越冬后期的29.12 mg·g-1DW。其中1月19日最低,为14.22 mg·g-1DW。SS和SPS活性变化在整个越冬期基本相似,在越冬前期(12月20日)到越冬中期(2月23日)均保持较高活性水平,平均活性分别达到635.21 mg·g-1DW和692.67 mg·g-1DW,但在越冬后期有所下降,分别平均降低32.68%。表明SS和SPS是葡萄越冬枝中蔗糖合成代谢的主要酶。Inv活性在越冬前期和越冬中期均保持较低水平,而在越冬后期显著上升,表明当SS和SPS活性在越冬后期有所降低时,Inv起到促进蔗糖合成代谢的补充作用。3.越冬枝中淀粉含量在2013和2014两年的试验中变化趋势相似,从越冬初期(12月20日)到越冬后期(3月19日)均呈逐渐降低的趋势,两年中供试品种的平均最高含量分别为1.48 mg·g-1DW和1.26 mg·g-1DW,平均最低含量为0.37 mg·g-1DW和0.34 mg·g-1DW,降幅分别为75.03%和72.57%。Amy活性变化与淀粉含量呈显著负相关关系,从越冬初期(12月20日)到越冬后期(3月19日)均呈逐渐升高的趋势。表明Amy是葡萄越冬枝中促进淀粉分解的主要酶。SP活性除个别供试品种在个别时期有所增加外,大部分时间均呈较低活性,与枝条中淀粉的分解无明显相关性。4.供试品种越冬枝中的蔗糖含量与其抗冻性的强弱表现先出高度相关性。在2013年12月21日到翌年3月19日的试验季中,抗冻性较强的砧木品种―SO4‖和―贝达‖越冬枝中蔗糖含量在整个越冬期均显著高于不抗冻的酿酒葡萄―梅鹿辄‖和―黑比诺‖。而在2014年12月20日到翌年3月19日的第二试验季中,4个抗冻性较强的砧木品种―贝达‖、―101-14‖、―5BB‖和―SO4‖越冬枝中蔗糖含量则无明显差异,表明葡萄越冬枝中蔗糖含量的高低与品种抗冻性的强弱密切相关,抗冻性较强的砧木品种越冬枝中具有较高的蔗糖含量。综上所述,不同葡萄越冬枝中蔗糖含量均能保持一个相对较高水平,总体呈―中—低—高‖的变化趋势。SPS和SS活性与蔗糖含量呈正相关关系,是越冬枝中蔗糖合成代谢的主要酶,Inv活性与蔗糖含量变化无明显相关性,仅起到促进蔗糖合成代谢的补充作用。越冬枝中淀粉含量与蔗糖含量变化呈显著负相关关系,可能是越冬枝中蔗糖含量保持和增高的物质基础。越冬枝中较高的蔗糖含量有利于其抗冻性的形成与增强。