葡萄果粉積累規(guī)律及結(jié)構(gòu)分析

鄭暄昂，王佳洋，盧素文，房經(jīng)貴

（南京農(nóng)業(yè)大學，江蘇南京 210095）

果粉是附著在果實表皮外的一層粉狀物質(zhì)，最早形成于幼果期，由果皮細胞合成、轉(zhuǎn)運至體表，并在轉(zhuǎn)色后開始大量顯現(xiàn)出來。葡萄（Vitis viniferaL.）表皮上附著果粉，在生長期能起到保護果實的作用，以減少病蟲侵害的侵染[1-2]。在轉(zhuǎn)色期果粉能促進果實上色，突出果實色澤，提高果實品質(zhì)；在采摘后果粉能提高果實耐貯性，延長保存時間，便于運輸和銷售[3]。此外，葡萄果粉的形成與積累受到多種因素影響，例如土壤情況、水分條件[4-5]、氣候因子[6]等均會影響果實的上色上粉過程，農(nóng)藥、肥料、膨果劑、催熟劑等化學藥劑的施用也會影響果粉積累，因此葡萄果粉的積累受內(nèi)因和外因綜合調(diào)控。盡管前人對葡萄果粉有少量涉及，但關(guān)于其積累規(guī)律和結(jié)構(gòu)特點尚不清楚。本試驗將從果粉積累過程和電鏡結(jié)構(gòu)觀察兩個方面對葡萄果粉進行探究，以便深入理解葡萄果皮果粉的形成與積累規(guī)律，對于選育果皮光澤度好、外觀品質(zhì)優(yōu)良、抗病、耐貯藏的葡萄品種具有重要的理論意義和指導價值。

1 材料與方法

1.1 試材及調(diào)查方法

以中國農(nóng)業(yè)科學院鄭州果樹研究所國家葡萄品種資源圃的255份葡萄種質(zhì)為調(diào)查對象，對其開展果粉形態(tài)觀察和記錄。果粉形態(tài)觀察試驗于2020年6月至10月開展，記錄各葡萄品種坐果期、幼果期、硬核期、轉(zhuǎn)色期和成熟期的果實表皮果粉積累狀況和果皮顏色，統(tǒng)計每個品種果粉積累量最多的時期及不同時期果粉厚度相對值，以分析不同品種果粉差異、果粉積累量的變化規(guī)律以及果粉與顏色之間的關(guān)系。

試驗將果粉厚度設3個等級（#1～#3），葡萄表皮積累一層肉眼可見的白霜，與擦除果粉的同一品種果實表皮進行對比有明顯果皮顏色變化，且表皮觸感較為粗糙有粉狀感的果實計為#3（果粉厚）；葡萄表皮有一層薄霜，與擦除果粉的同一品種果實表皮進行對比有細微果皮顏色變化，且表皮觸感較為光滑有細微粉狀感的果實計為#2（果粉中）；葡萄表皮幾乎沒有肉眼可見的白霜，與擦除果粉的同一品種果實表皮幾乎無差異，且表皮觸感十分光滑無粉狀感的果實計為#1（果粉薄）。本次對果實表皮果粉的厚度測定與分級由相同成員在試驗基地完成，果粉厚度分級只做為基礎參考數(shù)據(jù)，果粉積累規(guī)律主要通過不同品種間的對比分析總結(jié)得出。

1.2 掃描顯鏡（SEM）

參照林河通等方法[7]。采集‘巨峰’‘陽光玫瑰’和‘夏黑’成熟期果實，用刀片在果實赤道部切取3 mm左右方形果皮（注意保護掃描面不受損傷，果粉不被蹭掉），立即置于2.5%戊二醛內(nèi)固定2 h，再轉(zhuǎn)移至4 ℃保存。所有樣品制備好后，送到南京農(nóng)業(yè)大學電鏡平臺（SU 8010，Hitachi E-1045，4800 FESEM，日本）進行掃描電鏡結(jié)構(gòu)觀察。

2 結(jié)果與分析

2.1 葡萄果粉積累情況及其與果皮顏色間的關(guān)系

對255份葡萄種質(zhì)果實發(fā)育時期果粉厚度進行觀察，并用3個等級#1～#3來區(qū)分。結(jié)果顯示，果粉厚度為#3的品種有128個，占比50.20%；果粉厚度為#2的品種有108個，占比42.35%；而果粉厚度為#1的品種僅有19個，占比7.45%。對果粉積累完成時期進行統(tǒng)計，結(jié)果顯示無論果粉厚度為#1、#2還是#3的品種，其完成果粉積累的時期主要在硬核期，其次是轉(zhuǎn)色期（表1）。以上結(jié)果表明，大部分葡萄品種的果粉較厚，且大部分品種主要在硬核期就已完成果粉積累。

表1 255份葡萄品種的果粉積累情況Table 1 The accumulation characteristics of the skin powder on grape berries

對果粉厚度和果皮顏色之間的關(guān)系進行分析，結(jié)果顯示果粉厚度為#1的19個品種中，有色品種（紅色、紫紅色、紫黑色）有9個，無色品種（黃綠色、綠色）有10個，分別占比47.37%和52.63%；果粉厚度為#2的108個品種中，有色品種有41個，無色品種有67個，分別占比37.96%和62.04%；而果粉厚度為#3的128個品種中，有色品種有86個，無色品種有42個，分別占比67.19%和32.81%。此外，大多數(shù)黃綠色、綠色或紅色品種的果粉積累厚度為#2，分別占比50.00%、64.15%和59.26%；而大多數(shù)紫紅/紫黑色品種的果粉積累厚度為#3，占比70.64%（表2）。由此說明，不同品種果皮顏色差異較大，且與果粉積累厚度存在一定的聯(lián)系，有色品種的果粉積累較厚，而綠色或紅色品種的果粉積累較薄。

表2 葡萄果粉厚度與果皮顏色之間的關(guān)系Table 2 The relationship between the powder thickness and the color of grape skin

2.2 代表性品種果實發(fā)育過程中的果粉動態(tài)變化

對23個代表性品種進行果實發(fā)育時期的果粉厚度動態(tài)觀察，結(jié)果表明大部分品種自坐果后就開始積累果粉，隨著果實發(fā)育，果粉積累逐漸增加，在成熟期基本積累完全，且不同品種果粉積累速度及積累完成時期存在顯著差異。其中，8個品種在硬核期時果粉積累達到最大量，隨后不再發(fā)生明顯變化；15個品種均在轉(zhuǎn)色期時果粉積累達到最大量（表3）。由此說明，葡萄果粉積累是一個動態(tài)變化的過程，主要在硬核期和轉(zhuǎn)色期完成果粉積累，且以轉(zhuǎn)色期為主。

表3 23份代表性品種果粉發(fā)育的動態(tài)情況Table 3 The dynamic characteristics of the skin powder in 23 representative varieties

供試的23個品種中，葡萄果皮成熟期的顏色可分為黃綠色、紫紅色、紫黑色。有色品種如‘京亞’‘夏黑’等隨著果實發(fā)育和成熟，果皮顏色加深，果粉積累增加；而無色品種如‘黃意大利’‘維多利亞’等隨著果實發(fā)育和成熟，果皮顏色和果粉厚度均沒有明顯變化。由此說明，葡萄果粉厚度與果皮顏色之間存在一定的正相關(guān)關(guān)系，一般情況下果皮顏色越深，果粉厚度越大。

2.3 代表性品種果實表皮結(jié)構(gòu)的掃描電鏡觀察

選取3個典型的主栽品種‘陽光玫瑰’‘巨峰’和‘夏黑’，對其果實表皮結(jié)構(gòu)進行掃描電鏡觀察。結(jié)果顯示，葡萄果實表皮形態(tài)多為鱗片狀，呈層狀分布，且‘夏黑’表皮結(jié)構(gòu)最為致密，‘巨峰’次之，而‘陽光玫瑰’最稀薄（圖1）。由此可見，果粉越厚的品種，其表皮結(jié)構(gòu)越致密。

圖1 ‘陽光玫瑰’‘巨峰’‘夏黑’果實表皮的掃描電鏡結(jié)構(gòu)Figure 1 SEM scanning structure of the berry epidermis of 'Shine Muscat' 'Kyoho' and 'Summer Black' grapes

3 討論

果粉是葡萄果實的特有屬性，是評價葡萄果實外觀品質(zhì)和耐貯性的重要指標[8]。本試驗表明，絕大部分品種果粉較厚，大部分品種在硬核期和轉(zhuǎn)色期果粉積累就已達最大量；同時還發(fā)現(xiàn)，果皮顏色與果粉厚度間也存在一定的聯(lián)系，顏色變化差異越大的品種果粉積累越厚。謝兆森等[8]發(fā)現(xiàn)，‘霞多麗’葡萄果粉厚度不斷增加，并在果實成熟期果粉厚度達到最大。因此有效把握果粉積累的關(guān)鍵時期，控制不同時期的栽培環(huán)境條件和管理水平，有利于促進果粉的積累，提高葡萄果實的品質(zhì)和耐貯性。在調(diào)查過程中還發(fā)現(xiàn)，果粉厚度還會受到外界因素的影響。例如，我國本土品種‘龍眼’的果粉厚度在成熟期間還有一定程度的減少，這可能是調(diào)查過程中人為擠壓摩擦或空氣濕度較大、雨水沖刷致使果粉脫落等外界因素導致。

目前，常見的表皮形態(tài)有管狀、片狀、條柱狀、針狀及鱗片狀等多種類型[9]，在蘋果、番茄、藍莓等[10-12]果實表面主要呈裂紋狀、鱗屑狀或塊狀堆積。本研究中的葡萄表皮形態(tài)多為鱗片狀，呈層狀分布，這與楊艷青、龐程等[13-14]的研究結(jié)果一致。此外，研究還發(fā)現(xiàn)果粉越厚的品種結(jié)構(gòu)越致密，越光亮的品種結(jié)構(gòu)越稀薄，說明葡萄果粉厚度與表皮蠟質(zhì)結(jié)構(gòu)之間還存在正相關(guān)的關(guān)系。以上研究成果闡明了葡萄果皮果粉的積累規(guī)律及與果皮顏色、蠟質(zhì)結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系，對選育果皮光澤度好、外觀品質(zhì)優(yōu)良、抗病、耐貯藏的葡萄品種提供理論基礎和實踐價值。