ALA 與氯化鈣、蔗糖配施對南紅梨果實品質(zhì)及著色的影響*

李文絮，曹曉云，汪曉謙

（沈陽農(nóng)業(yè)大學園藝學院，遼寧 110866）

南紅梨為南果梨的紅色芽變品種，因其擁有漂亮的紅色外觀及良好的經(jīng)濟效益，在遼南地區(qū)得到廣泛的栽培和推廣。受到光照、溫度、濕度、紫外線強度和肥水條件等多種因素的影響，生產(chǎn)上自然著色的果實通常伴隨著褐斑嚴重和著色不良等問題，造成了果實外觀品質(zhì)的下降，進而影響了果實商品性。因此，探索促進果皮著色的調(diào)控措施，對于果實品質(zhì)提升有重要的產(chǎn)業(yè)意義。

果皮紅色主要由花青素的合成與積累所致。許多植物生長調(diào)節(jié)劑被證明參與了花青素的調(diào)控，如5-氨基乙酰丙酸（ALA），它是一種新型的天然植物生長調(diào)節(jié)劑[1]，對植物光合作用有促進作用，可調(diào)節(jié)植物生長，緩解環(huán)境脅迫對植物的傷害。同時，多項研究表明，外源ALA 處理可顯著促進蘋果[2]、葡萄[3]、荔枝[4]等果實的著色，并對花青素合成相關(guān)基因的表達水平有明顯的上調(diào)作用[5]。此外，糖信號及Ca、K、P 等元素在果實品質(zhì)形成及著色過程中也發(fā)揮了關(guān)鍵作用。糖可作為信號分子調(diào)控花色苷合成相關(guān)酶和基因的表達而影響果實的著色，使用50 mmol/L 蔗糖處理草莓果實，可顯著提高其花青素含量[6]。果實采前噴布葉面肥也可以促進著色、提升品質(zhì)。甜櫻桃在成熟前噴布鈣肥可提高果皮中花青素含量[7]。

目前，關(guān)于ALA 對梨果皮著色效應(yīng)的研究尚未見報道。本研究以南紅梨為試材，通過不同濃度的ALA 與氯化鈣、蔗糖等配合施用，研究ALA 與氯化鈣、蔗糖配施對南紅梨果實品質(zhì)及果皮花青素代謝的影響，篩選合理的外源處理配方，為改善南紅梨果皮色澤、提升果實品質(zhì)提供理論支持。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗于2021年9月在沈陽農(nóng)業(yè)大學果樹科研基地進行。選擇生長健壯、樹勢一致、能夠正常開花結(jié)果的8 年生南紅梨樹作為試驗材料，并采用常規(guī)栽培措施進行管理。試驗藥劑包括：ALA（摩萊化學）、氯化鈣（畢得醫(yī)藥）、蔗糖（Aladdin）、磷酸二氫鉀（麥克林）等。

1.2 試驗方法

1.2.1 試驗設(shè)計

通過查閱相關(guān)文獻[8]并結(jié)合前期試驗，該試驗共設(shè)置4 個處理（表1）。2021 年9 月10 日對南紅梨全樹噴布藥劑處理，以噴布蒸餾水的樹體作為對照（CK），各處理藥劑按1∶1 混合噴施，每株樹噴施1 L 左右。于處理后第7 d 隨機取樣，每個重復(fù)取30 個果實，用于指標測定。

表1 試驗處理

1.2.2 測定指標及方法

果實可溶性糖含量采用蒽酮比色法測定，可溶性固形物含量使用WAY-2S 阿貝折射儀[9]（上海儀電物理光學儀器有限公司）測定，果實硬度使用硬度計測定，可滴定酸含量采用酸堿滴定法測定[10]。

果實色澤指標紅綠色差指標（a*）、黃藍色差指標（b*）、果實亮度（L*）用手持色差計（深圳市三思時科技有限公司）測定，并計算色澤飽和度（C）、色調(diào)角（h°）和果實顏色指數(shù)（CIRG）。

果皮葉綠素含量的測定參照王鳳婷等[12]的方法，果皮花青素含量的測定參照王惠聰?shù)萚13]的方法。所有試驗重復(fù)3次，記錄所測定的數(shù)據(jù)。

采用CTAB 法提取果皮中的總RNA，并對提取的RNA 質(zhì)量進行檢測，同時使用PrimeScript RT 試劑盒（Takara，中國）對驗證合格的RNA 進行反轉(zhuǎn)錄。

在定量PCR 儀上檢測基因相對表達量。從NCBI網(wǎng)站中獲得ANS、UFGT、GST及MYB10基因序列，使用DNAMAN 軟件設(shè)計所需引物（表2），參考qRT-PCR 試劑盒的PCR 體系和反應(yīng)程序進行相對表達量分析。

表2 qRT-PCR 所用引物

1.3 數(shù)據(jù)分析

采用Excel 2019 軟件進行數(shù)據(jù)整理和繪圖，使用SPSS 23.0 軟件進行差異顯著性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 ALA 與氯化鈣、蔗糖配施對果實品質(zhì)的影響

由表3 可以看出，與對照相比，T1、T2、T3處理對果形指數(shù)均未產(chǎn)生影響，T2、T3 處理顯著影響了果實可溶性固形物、可溶性糖、可滴定酸含量和果實硬度。T2、T3 處理可溶性固形物含量和可溶性糖含量均顯著增加，分別增加了7.61%、7.04%和27.55%、29.17%；可滴定酸含量和果實硬度均顯著低于對照，分別降低了12.24%、12.24%和13.06%、19.22%。

表3 ALA 與氯化鈣、蔗糖配施對南紅梨果實品質(zhì)的影響

2.2 ALA 與氯化鈣、蔗糖配施對果實色澤指標的影響

著色指標可直接反映果實著色情況[14]。由表4可知，與對照相比，T2、T3 處理均顯著提高了a*，且T3 處理a*最大，顏色最紅。T2 和T3 處理的b*、C、h°均顯著低于對照。T3 處理的CIRG 最大，效果最好。結(jié)果表明，300 mg/L ALA 與氯化鈣、蔗糖配施對南紅梨果實著色有較好的促進作用。

表4 ALA 與氯化鈣、蔗糖配施對南紅梨果實色澤指標的影響

2.3 ALA 與氯化鈣、蔗糖配施對果皮花青素和葉綠素含量的影響

果實成熟過程中葉綠素含量下降，花青素含量上升，有利于果實著色[15]。如圖1 所示，與對照相比，T1 處理葉綠素含量和花青素含量差異不顯著，T2、T3 處理均顯著降低了南紅梨果皮中葉綠素含量，并顯著提高了花青素含量，其中T3 處理效果最好，更有利于南紅梨果實著色。

圖1 ALA 與氯化鈣、蔗糖配施對南紅梨果皮葉綠素和花青素含量的影響

2.4 ALA 與氯化鈣、蔗糖配施對花青素合成相關(guān)基因表達的影響

在前期試驗基礎(chǔ)上，進一步分析ALA 與氯化鈣、蔗糖配施對花青素相關(guān)合成基因表達的影響。如圖2 所示，與對照相比，T2、T3 處理均顯著上調(diào)了果皮中ANS、UFGT、GST、MYB10基因的表達水平，尤其是T3 高濃度ALA 與氯化鈣、蔗糖配施處理的效果更顯著。說明ALA 與氯化鈣、蔗糖配施可能通過提高花青素相關(guān)合成基因ANS、UFGT、GST和MYB10的表達來促進果實著色。

圖2 ALA 與氯化鈣、蔗糖配施對南紅梨花青素合成相關(guān)基因表達的影響

3 討論與結(jié)論

ALA 作為細胞內(nèi)生物合成的一種前體物質(zhì)，普遍分布于各類生物體內(nèi)[16]。它是植物代謝活躍的生理活性物質(zhì)，與生命活動密切相關(guān)。本試驗通過噴施不同濃度的ALA 復(fù)合藥劑研究其對南紅梨果實品質(zhì)及著色的影響，結(jié)果表明ALA 處理可提升南紅梨的果實品質(zhì)、促進果皮著色。郭磊等[17]研究發(fā)現(xiàn)，以ALA 溶液涂布桃品種早白花果實后可促進果皮花色素苷提前合成。肖長城等[18]研究發(fā)現(xiàn)，對云紅梨2 號進行外源ALA 浸泡處理可明顯促進果皮著色。本研究與前人研究結(jié)果一致，經(jīng)過ALA 處理的南紅梨果實品質(zhì)、果皮色澤均優(yōu)于對照，證明了外源ALA 處理可有效促進果皮著色，并對果實品質(zhì)的提升有積極作用。

花青素積累通常與花青素相關(guān)合成基因的表達存在相關(guān)性[19]。本研究發(fā)現(xiàn)，ALA 與氯化鈣、蔗糖配施顯著促進了ANS、UFGT、GST及MYB10基因的表達。這與已有的相關(guān)研究一致，ALA 能誘導(dǎo)離體蘋果果皮的花青素合成基因如PAL、CHS、DFR和UFGT以及轉(zhuǎn)錄因子如MYB、bHLH和WD40的表達[20]。本試驗結(jié)果表明，ALA 處理后，ANS、UFGT、GST、MYB10等花青素相關(guān)合成基因表達顯著上升，這可能是促進果皮著色的主要原因。另外，ALA 為光敏色素的合成前體[21]，光敏色素能提高果實對光的敏感度，其具體原因仍需要深入的研究。

本研究于南紅梨果實轉(zhuǎn)色期對果實進行不同濃度的ALA 與氯化鈣、蔗糖配合施用，發(fā)現(xiàn)其對南紅梨果實品質(zhì)及果皮著色均有不同程度的促進作用。其中，300 mg/L ALA 與氯化鈣、蔗糖等配施處理可顯著提高南紅梨果實可溶性固形物含量、可溶性糖含量、CIRG 和果皮花青素含量，同時顯著降低了果實可滴定酸含量、果實硬度及果皮葉綠素含量。進一步研究發(fā)現(xiàn)，ALA 與氯化鈣、蔗糖配施顯著促進了花青素相關(guān)合成基因ANS、UFGT、GST及MYB10的表達，這可能是外源ALA 促進花青素積累的主要原因，具體機制亟待進一步的研究。