紅地球和無核白雞心葡萄設施栽培條件下糖積累與果實著色的關系

摘 要：以紅色類型紅地球和白色類型無核白雞心為試材，研究了南方設施栽培條件下歐亞種葡萄果實著色與糖積累的關系。結果表明。在果實成熟過程中，2種顏色類型葡萄果皮與果肉中均以己糖(葡萄糖、果糖)積累為主，2者比例呈下降趨勢，漿果成熟后2者含量大致相同，糖是葡萄果實著色的重要影響因子；紅地球果皮中葉綠素和類胡蘿卜素含量變化與果皮、果肉中糖積累呈顯著或極顯著的負相關關系，花色素苷的形成與果皮、果肉中葡萄糖的積累正相關性達到極顯著水平；而白色類型無核白雞心果皮中不積累花色素苷，類胡蘿卜素的變化與果皮、果肉中糖積累相關性相對較高，其中與果皮中葡萄糖的積累相關性達到顯著水平。

關鍵詞：葡萄：設施栽培；著色；糖積累

中圖分類號：S663．1 文獻標識碼：A 文章編號：1009-9980(2007)04-444-05

果實品質包括內在與外觀2個方面。色澤是果實外觀的重要表現，含糖量則是果實內在品質優劣的主導因素。對山楂、李等研究表明，2者的關系非常密切。歐亞種葡萄(Vitis uinifera L.)，因其品質優、耐貯運、經濟效益高，近年來在我國南方地區得到了迅速發展，但受高溫多濕的氣候條件限制，存在有色品種著色不良(尤其是鮮紅色類型)、果實品質較差、裂果等問題。有關南方設施栽培條件下歐亞種葡萄果實著色以及發育過程中糖積累的研究較少。因此，以南方設施栽培條件下歐亞種葡萄2個重要品種紅地球與無核白雞心(代表紅、白2種顏色類型)為試材，重點對成熟過程中色素和葡萄糖、果糖、蔗糖的變化規律以及色素形成與糖積累的關系進行分析。為提高果品的質量水平提供科學依據。

1 材料和方法

試驗于2005年在浙江省農業科學院園藝研究所海鹽示范基地進行，土壤為黏土，中性微酸，管理水平中等，雙十字“V”型架，簡易全封閉保暖設施栽培(萌芽期防低溫冷害，溫度控制在5℃以上，生長期控制在32℃以下，防高溫熱害；晴天相對濕度在60％～75％)。供試品種為3年生歐亞種葡萄品種紅地球(紅色類型)與無核白雞心(白色類型)。每品種選擇長勢良好、均勻一致的植株，單株小區，3次重復。盛花期5月6～8日，從盛花后60 d(7月8日)開始，每隔10 d取樣1次直至果實成熟，每次每品種從同株樹上5～6個果穗的上中下3個部位采摘大小均勻的果實，幼果期取20個果，膨大以后每時期取10個果，用冰盒帶回實驗室，剝取果皮果肉貯于20℃冰箱中備用。

果皮花色素苷含量的測定，參照Pirie等的方法。取葡萄果皮液氮研磨，準確稱取混合樣品0.5－1.0 g，體積分數1％HCl甲醇混合提取，直至顏色變白，5 000xg離心10 min，定容，紫外可見分光光度計分別測定A530、A600，以U₁=A₅₃₀－A₆₀₀=0.01作為1個花色素苷單位表示葡萄果實果皮中花色素苷含量。

果皮葉綠素及類胡蘿卜素用體積分數80％丙酮提取，紫外可見分光光度計分別測定A₆₆₃、A₆₄₅、A₄₄₀，分別計算總葉綠素及類胡蘿卜素含量。

果皮與果肉中蔗糖、葡萄糖、果糖含量用HPLC法測定，參照Komatsu等與陳俊偉等方法并加以改進，用活性碳脫色(去色素)，體積分數80％乙醇提取，Waters Oasis HLB小柱固相萃取去除色素、酚類等物質，濾液過0.45 μm針頭濾膜，取20 μL濾液用高效液相色譜(Waters 1525 HPLC，USA)測定含糖量。色譜柱：Sugar-PakTM 1色譜柱，6.5 mm×300 mm；柱溫：90℃；流動相：H₂O；流速：0.6 mL／min；檢測器：Waters 2414示差折光檢測器：Waters BreezeTM軟件進行數據采集分析。

2 結果與分析

2．1 不同顏色類型歐亞種葡萄果皮色素變化規律

2．1．1 葉綠素與類胡蘿卜素變化 從圖1可見，南方設施栽培條件下，2種顏色類型歐亞種葡萄果皮中葉綠素與類胡蘿卜素含量變化規律有一定的差別。在果實成熟過程中，紅色類型紅地球果皮總葉綠素含量呈明顯下降趨勢，花后90 d前下降速度快，之后速度減緩，成熟時降到最低；花后60 d時，白色類型無核白雞心果皮中葉綠素含量低于紅地球，之后雖有所下降，但幅度不大，趨勢較紅地球下降緩慢，采收時含量高于紅地球。紅地球果皮中類胡蘿卜素含量一直呈下降趨勢，成熟時達到最低；而無核白雞心果皮中在花后70 d有所升高，至成熟基本保持穩定，成熟時類胡蘿卜素含量高于紅地球，果實表現淺黃綠色。

2．1．2 花色素苷變化 從圖2可見，不同顏色類型歐亞種葡萄果實在成熟過程中果皮花色素苷含量變化明顯不同。紅地球果皮花色素苷含量花后70 d以后逐漸增加，果實開始著色，成熟時花色素苷含量67.6 U₁／g：而無核白雞心果皮在果實整個發育過程中則一直保持較低的水平，不積累花色素苷。

2．2 不同顏色類型歐亞種葡萄果實糖積累規律

2．2．1 果皮中糖積累規律 從圖3可知，歐亞種葡萄果皮蔗糖含量較低，在果實成熟10 d前呈上升趨勢，之后降低，白色類型無核白雞心較紅色類型紅地球下降快，2種顏色類型成熟時分別為2.5、5.4 mg／g。歐亞種葡萄果皮中己糖(葡萄糖和果糖)含量總體呈上升趨勢，成熟時2者含量占總糖的90％以上，花后70 d前2種類型果皮中糖含量差異不大，之后無核白雞心中含量始終高于紅地球，成熟前10 d紅地球果皮中葡萄糖含量稍有降低，而果糖則維持在較高水平不變。

2．2．2 果肉中糖積累規律 從圖4可知，歐亞種葡萄果肉中蔗糖含量很低，其變化與果皮相似。葡萄果肉中還原糖含量總體也呈上升趨勢，2類糖(葡萄糖與果糖)含量占到了總糖的98％以上，花后60 d時果糖含量相對較低，主要積累葡萄糖．紅地球和無核白雞心綠果時果肉中葡萄糖／果糖均約為1.5，轉色時(花后70 d)2者比率分別為1.1、1.3，成熟后則分別為1.05、1.15。2種類型間又稍有不同，白色類型無核白雞心在花后80 d前葡萄糖與果糖含量上升速度明顯快于紅色類型紅地球，之后無核白雞心維持在較高水平，而紅地球中含量繼續上升，成熟時己糖達到最高135.0 mg／g。

2．2．3 果皮與果肉中糖積累比較 從圖3、4比較還可以看出，紅色類型紅地球與白色類型無核白雞心在果實成熟過程中，糖分積累基本一致，果皮中蔗糖積累較果肉中高，己糖積累較果肉中低，成熟時紅地球果皮中蔗糖濃度是果肉中的2.98倍，己糖則是0.73倍，無核白雞心果皮中蔗糖含量是果肉中的2.06倍，己糖則是0.97倍。

2．3 不同顏色類型歐亞種葡萄果實色素與糖積累的相關性

從表1可見，歐亞種葡萄果實中色素形成與糖積累間存在一定的相關關系，2種顏色類型差別很大。紅色類型紅地球果皮中葉綠素、類胡蘿卜素的含量與果皮、果肉中糖積累呈顯著或極顯著的負相關關系，花色素苷的形成與果皮、果肉中蔗糖和果糖的積累呈顯著正相關關系，而與葡萄糖的積累相關性則達到極顯著水平(r=0.905^**、0.955^**)。白色類型無核白雞心果皮中葉綠素、花色素苷變化與果皮、果肉中糖積累的相關性很低，差異不顯著，類胡蘿卜素與果皮、果肉中糖積累相關性相對較高，呈正相關關系，其中與果皮中葡萄糖的積累相關性達到顯著水平(r=0.865^*)。

3 討論

在葡萄漿果成熟期間，蔗糖從葉片中運輸而來，Bikash等研究表明葡萄品種Pusa Navrang的總糖積累從花后第8周開始迅速增加，花色素苷從花后第9周開始迅速積累，果實中糖積累是花色素苷生物合成的影響因子。在漿果果皮中，7個參與花色素苷生物合成的基因表達在果實發育期間加強，成熟期間可溶性固形物含量增加與花色素苷基因表達的量相關。葡萄細胞懸浮培養實驗也表明培養基中添加蔗糖，黃烷酮醇還原酶和花色素苷合成酶基因正向調節，有利于花色素苷的積累，其增加的量與細胞中己糖(葡萄糖、果糖)的積累相一致。這表明糖在促進葡萄果實花色素苷生物合成中十分重要。

在設施條件下，果實成熟期提前，但果實品質明顯降低，有關設施栽培果樹糖積累規律的研究還較少。我們在設施栽培條件下歐亞種葡萄上的研究結果表明，在果實成熟過程中，2種類型(紅、白)歐亞種葡萄果肉、果皮中均以己糖(葡萄糖、果糖)積累為主，這與露地栽培葡萄相似。Kliewer研究表明葡萄漿果成熟過程中葡萄糖的積累比果糖高，綠色幼果期時葡萄糖的百分比大于果糖(葡萄糖：果糖＞1)，成熟時2者大體相當，過熟后則開始下降(葡萄糖：果糖＜1)，果糖含量相對增高；Varandas等以葡萄品種Loureiro、Traiadura、Boal和Verdelho為試材．發現綠果時(7月)葡萄糖開始積累，含量很低(3～6 mg／g)，果糖未測出，始熟時(8月)葡萄糖與果糖比率分別為1.39、1.13、1.46、1.22，成熟采收時(9月)2者比率則分別為0.99、0.91、1.26、1.18。本試驗設施栽培條件下，紅地球和無核白雞心綠果時果肉中葡萄糖／果糖均約為1.5，始熟期2者比率分別為1.1、1.3，成熟后則分別為1.05、1.15，趨勢與前人研究基本一致。除了品種間差別外，在南方設施條件下，2者比率下降趨勢加快，成熟時果實中葡萄糖含量較果糖高(甜度偏低)，這可能是南方設施環境條件導致，這與北方露地栽培不同(甜度偏高)。同時試驗結果還表明在花后70 d前2種類型歐亞種葡萄果皮中糖含量差異不大，之后進入轉熟期，紅色類型紅地球在糖苷酶作用下大量消耗糖源，與原花青索結合生成花色素苷，花色素苷的形成與果皮、果肉中果糖的積累呈顯著正相關關系，而與葡萄糖的積累達到極顯著水平；白色類型無核白雞心類胡蘿卜素含量在花后70 d有所升高，開始進入轉色期，果實成熟時表現淺黃綠色，果皮中葉綠素、花色素苷、類胡蘿卜素3者中僅類胡蘿卜素的變化與果皮中葡萄糖的積累相關性達到顯著水平，驗證了類胡蘿卜素合成途徑中前體物質一異戊二烯焦磷酸主要由葡萄糖通過質外體或細胞質途徑轉化而來的論。近來研究表明糖不僅是植物生長發育的基礎物質，而且在細胞信號轉導中也起著信號分子的作用。但對有關色素生物合成的糖信號調控未進行研究，截止到目前，對有關植物糖信號轉導還知之甚少，這有待進一步研究。

4 結論

果實內所含糖的種類和數量在很大程度上決定著果實的品質，果實著色的形成與糖的積累關系密切，糖在果實著色方面起著重要的作用，2者間存在一定的相關性。南方氣候雨熱同季，設施內光照又不足，果實成熟時晝夜溫差小。因此，南方設施栽培歐亞種葡萄選擇適宜品種后，應根據葡萄果實著色與糖積累規律實施調控，選擇適宜架式與透光性能好的薄膜，始熟期(花后70 d)配合修剪增加光照；合理施肥，適當增加磷鉀肥，糖積累階段時應葉面追肥，促使糖份迅速積累，滿足著色起始合成所需要的足夠碳源；果實進入著色期或轉色期前在樹下鋪設反光地膜，以改善架面下部的光照；必要時在果實始熟時應用脫落酸等生長延緩劑，促進葡萄果實上色，尤其是鮮紅色類型品種，從而改善果實內外質量。