GA3處理對葡萄葉片葉綠素含量和果實品質的影響

李文楊 尹娟 岳建華

摘要：研究不同濃度赤霉素（GA3）對葡萄葉片和果實生長發育及果實品質的影響，為篩選適宜的生長調節劑應用于葡萄生產提供理論依據。以3年生夏黑葡萄為試驗材料，調查不同濃度GA3處理的葡萄葉片SPAD值和果實大小及質量，果實成熟時測定果面著色狀況、果實內在品質和果實形態指標。結果表明，盛花期后12～67 d，葉片SPAD值差異顯著（P<0.05），不同處理果實成熟時的葉片SPAD值均比果實發育初期的低;處理Ⅰ、處理Ⅱ、處理Ⅲ、處理Ⅳ的葡萄果實縱橫徑均比CK高，其中處理Ⅳ的最高，比CK分別高14.95%和7.88%。不同處理之間的葡萄單果質量存在顯著差異，平均單果質量按大小排列為處理Ⅳ>處理Ⅲ>處理Ⅰ>CK>處理Ⅱ;處理Ⅱ能增加果實L*和a*值、果梗粗度;處理Ⅲ能提高果實CIRG值和果實中可溶性固形物含量;處理Ⅳ能保持果實中可溶性固形物和可滴定酸含量，促進果實中花色苷和可溶性糖含量及果實產量的增加，為最適處理。

關鍵詞：夏黑;葡萄;GA3;葉綠素含量;SPAD;果實;品質

中圖分類號： S663.104? 文獻標志碼： A? 文章編號：1002-1302（2019）11-0194-04

收稿日期：2018-04-13

作者簡介：李文楊（1984—），女，河南南陽人，碩士，講師，主要從事經濟林育種研究和教學工作。Tel：（0376）6698107;E-mail：wylee126@126.com。

通信作者：岳健華，博士，副教授，主要從事園藝植物研究和教學工作。Tel：（0376）6518803;E-mail：jhyues@163.com。? 葡萄夏黑（Vitis vinifera ‘Summer Black）屬歐美雜交三倍體品種，原產日本，由巨峰與無核白雜交選育而成，是優良的早熟無核品種，深受廣大消費者的喜愛[1-2]。赤霉素（gibberellin A3，GA3）能促進細胞分裂和延伸，參與果樹生長發育的各個環節，是葡萄生產上應用比較廣泛的外源植物生長調節劑[3-4]。在葡萄開花前應用GA3處理，導致花粉和胚珠發育異常，而花后應用能促進細胞增大[5]。果實品質是當前及未來經濟林果樹產業健康發展和市場競爭力的核心[6]。葡萄果實品質包括外觀質量和內在品質，主要包括果實大小及果形、色澤、糖分、有機酸及其他風味物質等內含物的含量[5，7]。GA3對葡萄成熟過程中果實含糖量的影響受葡萄品種和GA3使用濃度和發育時期等因素的影響。Teszlák等發現，20 mg/L GA3處理可使卡達卡葡萄中的花色苷和總酚含量顯著增加，而使朗姆伯格葡萄的總酚含量降低、花色苷略有增加[8]。唐丁等認為，開花前10 d用35 mg/L GA3處理可以提早蜂后葡萄開花，促進花序散穗和花梗生長[9]。王繼源等研究表明，5 mg/L GA3+5 mg/L氯吡苯脲（CPPU）處理陽光玫瑰葡萄，能在保證內在品質的同時改善外觀品質[10]。夏黑葡萄是目前市場主栽品種之一，然而外源GA3對其同化能力及對果實品質影響的系統研究未見報道。本試驗以夏黑葡萄為試驗材料，研究GA3對其葉片和果實生長發育及果實內外品質的影響，篩選適宜的生長調節劑處理組合，為提高葡萄果實的商品價值及完善葡萄生產栽培技術提供科學依據。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

2017年3—7月在河南省信陽市平橋區洋河鎮蘇雙樓村葡萄種植園進行田間試驗，種植園面積為1.45 hm2，地理位置為114°11′1″E、32°17′5″N，海拔79.28 m。該地屬于亞熱帶向暖溫帶過渡地區，冷暖適中，四季分明，年平均氣溫 15.3 ℃，無霜期長，平均220～230 d;降水豐沛，年均降水量約1 100 mm，空氣濕潤，相對濕度年均77%。2017年1—6月平均高溫19.5 ℃，平均低溫15.4 ℃，1月份最低氣溫-4 ℃，6月份極端最高氣溫35 ℃。試驗地點栽培地土壤為黃棕壤，pH值約為6.7。主要災害性天氣有寒流、霜凍、雷暴雨、冰雹等。室內試驗在信陽農林學院林木種苗工程試驗中心進行。

1.2 供試材料

供試葡萄品種為夏黑，樹齡3年，南北定植，行株距均為3.5 m×1.5 m，葡萄架為“V”形籬架，有避雨棚。灌溉、施肥、病蟲害防治等按照常規管理，各處理管理條件保持一致。

1.3 試驗方法

1.3.1 GA3處理方法 用5 mg/L GA3在花前1周進行處理;修剪花序后留花序距花序頂端長8 cm，盛花期時用不同濃度GA3處理花序（表1），以清水處理的夏黑為對照;果穗處理在花后2周，用50 mg/L GA3和2 mg/L CPPU處理果穗。每個處理8個花序或果穗，重復3次，對花序或果穗進行蘸藥或清水處理，時間均為3 s。坐果后進行疏果，去除小粒、畸形果等，盡量使果粒松散，穗形成圓錐形。

1.3.2 葉片和果實的測定項目 測定葉片SPAD值用 SPAD-502葉綠素儀進行，每個處理選取無病蟲害、生長發育正常的植株的結果枝組上的葉片，測定位點為葉片中部。

果實發育階段用游標卡尺測量果實發育期間縱橫徑，電子天平測定果實單果質量和單穗質量。手持折光儀測定果實中的可溶性固形物含量，采用pH示差法測定不同處理的花色苷含量[11]，蒽酮試劑法測定可溶性糖含量，氫氧化鈉溶液滴定法測定可滴定酸含量[12]。

采用色差儀CR410測定果面色澤，選取果實赤道部位3個點，測量果實光澤明亮L*、顏色組成a*和b*值，根據曹錳等的方法[13]計算色澤飽和度C*、色度角h和果實顏色指數（color index of red grape，簡稱CIRG），采用葡萄果實顏色指數的方法來評價果實的外觀色澤[14]。

1.4 統計分析

采用SPSS 19.0和Excel 2016等軟件進行數據統計和分析。

2 結果與分析

2.1 GA3處理對夏黑葡萄葉片葉綠素含量的影響

由圖1可知，盛花期后12～67 d，不同處理的夏黑葡萄葉片SPAD值表現為先上升后下降再上升再下降的趨勢，9個測定時間段的葉片SPAD值之間差異顯著（P<0.05）。盛花期后32、46、53、60 d，不同處理之間葉片SPAD值差異顯著（P<0.05）;果實發育初期和成熟期（盛花期后12、67 d），不同處理之間的葉片SPAD值差異不顯著。不同處理果實成熟期的葉片SPAD值均比果實發育初期的低，各處理葉片SPAD值按大小排列依次為處理Ⅲ>處理Ⅳ>處理Ⅱ>處理Ⅰ>CK，各處理葉片SPAD值均比CK高，其中處理Ⅲ的葉片SPAD值最高，約比CK高17.89%。

2.2 GA3處理對夏黑葡萄果實大小和單果質量的影響

由圖2、圖3、圖4可知，果實縱徑、橫徑及單果質量隨著果實成熟度的增加而不斷上升。不同處理對葡萄果實縱橫徑生長有一定的影響，但差異不明顯。從盛花期12 d到果實成熟時，處理Ⅰ、處理Ⅱ、處理Ⅲ、處理Ⅳ的葡萄果實縱橫徑均比CK高，其中Ⅳ處理的葡萄果實縱橫徑最高，分別比CK高 14.95% 和7.88%。葡萄果實成熟時（盛花期67 d），CK、處理Ⅰ、處理Ⅱ、處理Ⅲ和處理Ⅳ的果實果形指數分別為1.02、1.05、1.06、1.20、1.12，不同處理差異不明顯;而不同處理的葡萄單果質量存在顯著差異（P<0.05），平均單果質量按大小排列依次為為處理Ⅳ>處理Ⅲ>處理Ⅰ>處理Ⅱ>CK，處理Ⅲ的平均單果質量比CK高29.86%。

2.3 夏黑葡萄果實成熟時各項指標比較

2.3.1 GA3處理對夏黑葡萄果面色澤參數的影響 盛花期后67 d，采收不同處理的夏黑葡萄并對果實著色程度進行分析。由圖5可知，不同處理的果實亮度L*值在28～33，其中處理Ⅱ的果實亮度L*值最高，與處理Ⅰ、處理Ⅲ、處理Ⅳ相比差異顯著（P<0.05），與CK相比差異不顯著。隨著盛花期GA3處理濃度的增加，葡萄果面紅/綠顏色分量a*值先升高再降低，處理Ⅱ的a*值最高，比CK高18.40%;盛花期GA3處理果穗的濃度在超過25 mg/L GA3后，果皮色澤為偏綠，處理Ⅲ的a*值最低。不同處理的葡萄果實藍/黃顏色分量b*值比較，顯示處理Ⅱ的b*值最高，處理Ⅰ的b*值最低，但是差異不顯著。處理Ⅲ的CIRG值最高，為5.75，比CK高 12.98%，處理Ⅱ的CIRG值最低，與CK相比差異不顯著，與其他處理相比差異顯著（P<0.05）。

2.3.2 GA3處理對夏黑葡萄果實內在品質和形態指標的影響 由表2可知，不同處理的夏黑葡萄果穗的平均果梗粗度、單穗質量存在差異。處理Ⅰ、處理Ⅱ和CK的果梗粗度值較大，與處理Ⅲ、處理Ⅳ的果梗粗度相比差異顯著，其中處理Ⅱ的果梗粗度值最大，比CK高7.57%;處理Ⅳ的果梗粗度值最小。平均單穗質量隨著盛花期GA3處理濃度增高而增大，其中處理Ⅳ的平均果穗質量最大，比CK高87.60%。

夏黑葡萄果實成熟時，對果實中的可滴定酸、可溶性固形物、花色苷、可溶性糖含量進行測定，結果（表2）顯示，不同處理對果實中4項內在品質指標影響差異顯著。處理Ⅱ果實中的可滴定酸含量最高，比CK高18.89%;處理Ⅲ果實中的可溶性固形物含量最高，比CK高7.31%;處理Ⅳ果實中花色苷和可溶性糖含量最高，比CK分別高61.90%和12.19%。

3 結論與討論

3.1 GA3處理次數和濃度對葡萄的影響

葡萄生產上GA3的應用一般為花前和花后處理，不同濃度的GA3和處理次數對葡萄果實的影響也不同。本研究對夏黑葡萄花序或果穗進行了3次處理，分別為花前1周 5 mg/L GA3處理、盛花期時用不同濃度GA3處理花序、花后2周用50 mg/L GA3和 2 mg/L CPPU處理果穗。結果顯示：處理Ⅳ盛花期50 mg/L GA3為最適組合，能保持果實中可溶性固形物含量，并促進果實中花色苷和可溶性糖含量及果實產量的增加。劉捷等對葡萄進行2次處理，研究花前和花后不同濃度GA3處理對新美人指葡萄果實的影響，發現盛花期用50 mg/L GA3處理，單果質量增大最顯著，但可溶性固形物含量顯著下降，花前1周用12.5 mg/L GA3處理對可溶性固形物的影響較小（盛花后2周均用25 mg/L GA3+5 mg/L CPPU處理）[15]。賈玥等認為，盛花期施用50 mg/L GA3，盛花期后15 d施用50 mg/L GA3+2.5 mg/L CPPU結合整穗 3 cm 的長度在葡萄生產上應用最好[16]。陳少珍等在盛花后7、15 d分別2次用50 mg/L GA3+1 mg/L CPPU處理野生毛葡萄，結果發現2種處理的果粒質量、可溶性固形物含量、可溶性糖含量均高于對照[17]。辛守鵬等研究表明，盛花期用 25 mg/L GA處理葡萄花穗，花后2周25 mg/L GA+15 mg/L CPPU處理的組合較為合理，果實品質隨著CPPU濃度的增加而提高[18]。這都說明盛花期不同濃度GA3+CPPU處理能顯著提高葡萄果實質量、改善花色苷和可溶性固形物含量等果實品質，花后GA3混合使用比單一使用效果更好，但具體處理的次數和濃度還需要再完善。

3.2 GA3處理對夏黑葡萄果實著色情況的影響

色澤是葡萄果實商品價值的重要指標之一，花色苷合成的種類、含量決定了果實著色程度[19]。本研究中GA3處理葡萄后，對葡萄果實花色苷的影響結果發現：處理Ⅳ和處理Ⅰ的花色苷含量和果皮CIRG值均高于CK，說明盛花期時用低濃度（12.5 mg/L）和高濃度的GA3（50 mg/L）處理果穗，能提高果實中花色苷的含量和果皮著色程度。這與霍珊珊等研究發現不同質量濃度GA3處理能使葡萄果實中的總花色素苷和類黃酮含量有所提高的結果[20]一致。果實中花色素種類和數量的不同會使果實顏色有差別，內外多種因素會影響果實中花色素的形成。植物激素能夠通過調節酶的活性來抑制或促進花色苷的合成，有研究表明ABA處理葡萄能提高果皮中花苷酸含量，提高花色苷生物合成相關基因的轉錄水平[21]，GA3是否也是通過影響花色苷的合成或相關基因的表達，間接調控類黃酮基因的轉錄，從而影響果皮顏色，還需要進一步研究。

3.3 GA3處理對葡萄葉片葉綠素含量和果實質量的影響

葉片葉綠素含量是反映植物光合作用能力、生長情況的主要指標之一。SPAD葉綠素儀作為一種快速測定植物葉綠素水平的方法，已經得到認可和推廣[22-24]。本研究發現夏黑葡萄果實成熟時，各處理葉片SPAD值均比CK高，而果實平均單果質量和單穗質量也均比CK高。單果質量隨著盛花期GA3處理濃度的增加而增加，50 mg/L GA3處理的平均單果質量達到為6.85 g，而夏黑自然單粒質量一般在3.5 g左右[25]。這與張演義等認為外源赤霉素處理葡萄果穗后增加了鄰近功能葉片光合色素的含量從而促進葡萄果實膨大的結果[26]一致。同時，植物內源激素對葉片的衰老起著重要的調控作用。研究認為，GA3不僅可以有效阻止葉綠素的降解，還能夠抑制衰老相關基因的表達，內源赤霉素含量的下降與衰老的發生密切相關[27]。

本研究通過外源施用GA3改變葡萄內源激素水平，從而調節了植物體內生理代謝的各個環節，提高綠素含量，延緩葉片衰老;GA3的應用誘導葡萄幼果體內生長素含量上升，增進幼果吸收營養提高多種植物淀粉酶活性，導致淀粉貯藏物質的降解以提供豐富的能量底物和結構碳架，果穗和功能葉片之間形成積極的庫-源供求關系，促進果實的膨大，影響葡萄的生長和發育。

參考文獻：

[1]徐衛東. 極早熟三倍體無核葡萄新品種夏黑及其栽培技術[J]. 四川農業科技，2003，32（4）：16-17.

[2]郭 麗，喬寶營，高素玲，等. 植物生長調節劑對冷棚夏黑葡萄果實品質的影響[J]. 河南農業科學，2015，44（8）：118-120.

[3]鄭愛珍，滑 冰. 植物生長調節劑在葡萄生產上的應用[J]. 北方園藝，2004（5）：36-37.

[4]馬煥普，劉志民. 赤霉素與果樹的生長發育[J]. 植物學通報，1998，15（1）：27-36.

[5]劉會寧，肖鋒利. 赤霉素對早紫葡萄無核及果實品質的效應[J]. 長江大學學報（自然科學版），2006，3（4）：139-141.

[6]徐 強，郝玉金，黃三文，等. 果實品質研究進展[J]. 中國基礎科學，2016，18（1）：55-62.

[7]張維峰. 巨峰葡萄無核處理及其優質豐產栽培技術[J]. 北方果樹，1998（2）：18.

[8]Teszlák P，Gaál K，Nikfardjam M S P. Influence of grapevine flower treatment with gibberellic acid（GA3）on polyphenol content of Vitis vinifera L.wine[J]. Analytica Chimica Acta，2005，543（1/2）：275-281.

[9]唐 丁，溫騰建，盧 龍，等. 赤霉素處理對峰后葡萄開花期的影響及其分子機理[J]. 中國農業大學學報，2015，20（6）：92-98.

[10]王繼源，馮 嬌，侯旭東，等. CPPU對‘陽光玫瑰葡萄品質及香氣合成相關基因表達的影響[J]. 南京農業大學學報，2016，39（6）：915-923.

[11]Prior R L，Lazarus S A，Cao G，et al. Identification of procyanidins and anthocyanins in blueberries and cranberries （Vaccinium spp.） using high-performance liquid chromatography/mass spectrometry[J]. Journal of Agricultural and Food Chemistry，2001，49（3）：1270-1276.

[12]曹建康，姜微波，趙玉梅. 果蔬采后生理生化實驗指導[M]. 北京：中國輕工業出版社，2007：57-59.

[13]曹 錳，郭景南，魏志峰，等. 避雨栽培對‘金手指葡萄果實生長及香氣物質組分的影響[J]. 果樹學報，2015，32（5）：894-902.

[14]周興本，郭修武. 套袋對紅地球葡萄果實色素形成及PPO和PAL活性的影響[J]. 中外葡萄與葡萄酒，2006（6）：8-12.

[15]劉 捷，楊麗娜，陶建敏，等. GA3與CPPU對新美人指葡萄果實無核化發育的影響[J]. 中國南方果樹，2008，37（1）：61-62.

[16]賈 玥，劉學平，任俊鵬，等. “夏黑”葡萄花穗的不同整穗長度對果實生長及品質的影響[J]. 中國農學通報，2013，29（28）：189-194.

[17]陳少珍，蔣慧萍，吳代東，等. 植物生長調節劑對野生毛葡萄?；ū９捌涔麑嵠焚|的影響[J]. 西南農業學報，2016，29（6）：1420-1424.

[18]高 敏. 赤霉素與細胞分裂素對葡萄果實鄰近葉光合特性及果實品質的影響[J]. 中國果業信息，2015，26（7）：1814-1820.

[19]馬 麗，郭修武，喬 軍，等. 果實花色苷合成激素調控的研究進展[J]. 北方園藝，2006（3）：42-43.

[20]霍珊珊，惠竹梅，馬立娜，等. 植物生長調節劑對赤霞珠葡萄果實品質的影響[J]. 西北農林科技大學學報（自然科學版），2012，40（1）：183-189.

[21]于 淼，劉海峰，王 軍. ABA對葡萄花色苷合成相關基因表達的影響[J]. 果樹學報，2012，29（1）：29-35，157.

[22]魚 歡，祖 超，楊建峰，等. 應用SPAD葉綠素儀測定不同位置胡椒葉片的SPAD值[J]. 熱帶作物學報，2012，33（10）：1890-1895.

[23]楊榮超，田海清，李 斐，等. 基于甜菜冠層高光譜紅邊參數的SPAD值診斷[J]. 江蘇農業科學，2017，45（11）：153-156.

[24]馬 亮，譚亞玲，代貴金，等. 遼寧省不同稻區滇型雜交粳稻葉片SPAD值特征[J]. 江蘇農業科學，2017，45（9）：56-59.

[25]吳繼紅，劉 宏，劉 紅. 夏黑葡萄在蘇北地區的表現及栽培技術[J]. 煙臺果樹，2012（1）：21-22.

[26]張演義，賈海鋒，趙方貴，等. 赤霉素處理夏黑葡萄果穗對葉片光合及熒光特性的影響[J]. 江蘇農業學報，2014，30（6）：1472-1479.

[27]Rosenvasser S，Mayak S，Friedman H. Increase in reactive oxygen species （ROS） and in senescence-associated gene transcript （SAG） levels during dark-induced senescence of Pelargonium cuttings，and the effect of gibberellic acid[J]. Plant Science，2006，170（4）：873-879.