外源激素對‘赤霞珠’葡萄果實品質的影響

沈甜，許澤華，牛銳敏，黃小晶，陳衛平

（寧夏農林科學院園藝研究所，寧夏銀川 750002）

在植物生長和發育的各個階段，任何一種生理效應都是各種植物激素相互作用的結果[1-2]。植物激素通過合成、代謝（失活）、轉運、響應和轉導來調節果實的生長發育過程，其中脫落酸、茉莉酸甲酯、吲哚乙酸和水楊酸等可調控葡萄漿果的成熟。研究發現，脫落酸是觸發葡萄果實成熟過程的主要信號，外源脫落酸處理可促進果實內源脫落酸合成，提高果實品質，縮短成熟期[3]。外源水楊酸處理可能通過抑制果實組織中乙烯的合成延緩蘋果、梨、桃、香蕉和獼猴桃等果實的成熟衰老[4]；茉莉酸甲酯可以延緩植物果實成熟過程，影響植物次級代謝的積累[5]。

近年來，對葡萄噴施外源激素以提高果實品質的報道甚多，如噴施茉莉酸甲酯有利于果皮中類黃酮、總花色苷等酚類化合物的積累[6-10]，改善了葡萄果實品質；噴施水楊酸不同程度誘導總酚、黃烷醇類多酚和黃烷-3-醇[11]、類黃酮和白藜蘆醇的積累[12-14]，而在葡萄上噴施吲哚乙酸的研究鮮見報道。

賀蘭山東麓金山產區因其獨特的地理環境，土壤富含礫石，地面輻射反照增強，致使果際溫度增高，造成果實干癟發皺，成熟期提前。本研究通過噴施外源激素及其組合，比較不同處理的果實品質差異，以期為該地區釀酒葡萄果實品質的提升提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗地位于銀川市西夏區金山葡萄試驗區內，106°8'42''～106°8'45''E，38°38'48''～38°38'57''N。土壤類型為粗骨灰鈣土，供試材料為6年生‘赤霞珠’葡萄，廠形樹形，水平架式，南北行向，株行距0.8 m×3.5 m，冬剪以短梢修剪為主。

1.2 試驗處理

從葡萄轉色前1周（7月20日）對果實進行噴施處理，T1：20 mg·L-1水楊酸[15]；T2：100 mg·L-1吲哚乙酸；T3：60 mg·L-1茉莉酸甲酯[16]；T4：20 mg·L-1水楊酸＋60 mg·L-1茉莉酸甲酯；T5：60 mg·L-1茉莉酸甲酯＋100 mg·L-1吲哚乙酸；T6：20 mg·L-1水楊酸＋100 mg·L-1吲哚乙酸；以同體積的95%乙醇溶液（含1%吐溫80）為對照。間隔1周處理1次，共處理3次。每個處理選取長勢相對一致的30株葡萄進行重復試驗。待3次處理結束后1周開始取樣，1周一次，共3次，并在果實成熟時即處理結束后7周再次取樣。每個處理分別在不同方位果穗上摘取100粒果?；靹颍瑤Щ貙嶒炇矣靡旱賰龊笾糜讴?0 ℃超低溫冰箱中保存，待測。

1.3 測定指標

1.3.1 果實基本理化指標測定

采用手持糖度計（TD-45）測定可溶性固形物；參照《葡萄與葡萄酒實驗技術操作規范》測定可滴定酸，結果以酒石酸計；采用BOXBIO試劑盒測定可溶性總糖、葡萄糖、果糖、蔗糖含量。

1.3.2 果實酚類物質測定

采用福林-肖卡法[17]測定總酚，結果以沒食子酸計；采用福林-丹尼斯法[18]測定單寧，結果以單寧酸計；pH示差法[19]測定花色苷，結果以矢車菊素-3-葡萄糖苷計；總類黃酮采用PEINADO等[20]的方法測定，結果以蘆丁計；采用p-DMACA-鹽酸法[21]測定總黃烷-3-醇，結果以兒茶素計。

1.4 數據分析

應用Excel 2007進行數據處理和制圖，使用SPSS 23.0統計分析軟件，通過描述統計的方法將數據進行標準化，然后降維進行主成分分析。根據相關系數矩陣對葡萄的4個性狀進行相關性分析，在主成分提取表中，主成分按照特征根從大到小進行排列，根據特征根＞1確定主成分的數量，主成分的特征根用λ表示。

主成分系數等于各變量因子載荷向量除以各自主成分的特征根的算術平方根，見公式（1）。

因子載荷值是指確定各個指標對各成分的影響，在成分矩陣中表示。計算各品種的綜合得分，見公式(2)。

Fi表示主成分的特征根對應的特征向量的和，Wi為主成分提取表中的方差貢獻率。

2 結果與分析

2.1 不同處理對果實可溶性固形物的影響

由圖1A可知，隨著果實發育成熟，不同處理的可溶性固形物不斷增加，其中T6處理的可溶性固形物高于其他處理。在處理結束后1～2周，T2處理的可溶性固形物增加量高于其他處理，比CK增加2.2個百分點。處理結束后2～3周，T1處理的可溶性固形物比CK降低0.63個百分點和0.66個百分點，處理結束后2周和3周時，果實中可溶性固形物最高的均是T6處理，其次是T4處理。處理結束后7周時，T6處理的可溶性固形物為25.18%，其他處理果實的可溶性固形物在24.36%～24.74%，各處理間無顯著差異。吲哚乙酸＋水楊酸組合可顯著提高果實可溶性固形物，其次是水楊酸＋茉莉酸甲酯的組合。

2.2 不同處理對果實可滴定酸的影響

由圖1B可知，不同處理果實中的可滴定酸含量隨著果實成熟逐漸降低。處理結束后1～7周，可滴定酸含量降低最多的是T5處理，降低了4.57 mg·g-1；其次是CK，降低了4.53 mg·g-1，其他處理可滴定酸含量的降低量在4.21～4.30 mg·g-1。

圖1 各處理對果實可溶性固形物和可滴定酸的影響Figure 1 Effects of different treatments on soluble solids and titratable acids of fruit

2.3 不同處理對果實糖組分的影響

由圖2可知，不同處理果實中的可溶性總糖、葡萄糖、果糖和蔗糖含量在不同時期差異顯著，可溶性總糖隨著果實的成熟呈逐漸上升的趨勢，葡萄糖和果糖含量隨著果實成熟表現出先降低后增加的趨勢，而不同處理果實中的蔗糖含量在結束處理后1～3周表現出先增加后降低的趨勢；在結束處理后3～7周時，T1、T2和T3處理的蔗糖含量降低，其他處理的增加。

由圖2A可知，除結束處理后2周，各激素處理的可溶性總糖含量均顯著高于CK。在結束處理后1周和7周時，T4處理果實中的可溶性總糖含量分別高于CK 43.13、35.21 mg·g-1。也就是說噴施水楊酸、吲哚乙酸和茉莉酸甲酯及其組合均可提高果實中的可溶性總糖含量。

圖2 不同處理對果實不同糖組分含量的影響Figure 2 Effect of different treatments on the content of different sugar components in fruit

由圖2B可知，結束后處理后1周，T1和T2處理果實中的葡萄糖含量分別比CK低12.30%、2.44%，最高的是T4處理，高于CK9.81%。在結束處理后2周時，所有處理果實中的葡萄糖含量顯著高于CK，T4處理最高為78.63 mg·g-1。在結束處理后3周時，T1、T2、T3處理果實中的葡萄糖含量均高于CK，分別高9.12、2.70、1.22 mg·g-1，T4、T5、T6處理則均低于CK，最低的是T5處理，葡萄糖含量為68.89 mg·g-1。在結束處理后7周時，除T5處理，其他處理果實中的葡萄糖含量均高于CK。由此分析，噴施水楊酸、吲哚乙酸和茉莉酸甲酯及其組合可提高果實中的葡萄糖含量。

由圖2C可知，在結束處理后1周時，T1處理的果糖含量顯著低于其它處理，低于CK 26.62 mg·g-1；最高的是T3處理，高于CK 18.06 mg·g-1。結束處理后2周時，噴施激素處理的果糖含量均高于CK，其中T4處理最高，比CK高26.12%。處理后7周時，只有T1、T2處理果實中的果糖含量高于CK，以T2處理最高，為105.93 mg·g-1。

由圖2D可知，在結束處理后1周時，T3、T6處理果實中的蔗糖含量高于CK，分別比CK高10.11%、4.14%。T3處理在不同時期果實中的蔗糖含量均顯著高于CK，T4、T5處理在結束處理后2周至7周時果糖含量均高于CK。噴施茉莉酸甲酯及其與水楊酸和吲哚乙酸的組合均提高了果實中的蔗糖含量。

2.4 不同處理對果實酚類物質的影響

由圖3可知，不同處理果實中的酚類物質具有明顯差異。由圖3A可看出，T4處理的總酚含量在結束處理后1～3周顯著高于其他處理。在結束處理后2周時，所有激素處理的總酚含量均高于CK，其中最高的是T4處理，總酚含量為8.30 mg·g-1。在結束處理后3周時，T3、T4、T5處理的總酚含量均高于CK，分別為18.60%、31.34%、4.37%。但在結束處理后7周時，所有激素處理總酚含量均低于CK；T3處理與CK間差值最大，為1.36 mg·g-1；其他處理與CK的差值在0.68～0.31 mg·g-1。

圖3 不同處理對果實酚類物質的影響Figure 3 Effects of different treatments on phenolic compounds in fruit

由圖3B可知，T2、T4處理在結束處理后2～7周果實中的單寧含量均顯著高于CK，T5、T6處理在結束處理后3周時分別低于CK0.04、0.10 mg·g-1，在結束處理后2周和7周時均顯著高于CK。T3處理在結束處理后2～3周單寧含量均顯著低于CK，T6處理在結束后2周和7周時單寧含量最高。因此，吲哚乙酸及其組合，以及水楊酸＋茉莉酸甲酯組合可提高果實中的單寧含量。

由圖3C可知，在結束處理后1周時，T2、T5處理果實總類黃酮含量分別低于CK 0.17、0.18 mg·g-1，其他處理均高于CK。在結束處理后2周時，噴施激素處理的總類黃酮含量均顯著高于CK。除T3處理在3周時總類黃酮含量高于CK 0.03 mg·g-1，其他處理在結束處理后3～7周均顯著低于CK。

由圖3D可知，在結束處理后1～2周，所有噴施激素處理果實中的黃烷-3-醇含量均高于CK，其中較高的是T6處理和T4處理。在結束處理后3周時，T1處理果實中的黃烷-3-醇含量顯著低于CK，其他處理與CK無顯著差異。至7周時，所有噴施激素處理的黃烷-3-醇含量均顯著低于CK。

由圖3E可知，除T1處理的總花色苷含量隨著果實成熟表現出先增加后降低，其他處理均呈先降低后增加再降低的趨勢。在結束處理后1～7周，T3處理的總花色苷含量均顯著高于CK?？梢姡瑖娛┸岳蛩峒柞ツ苡行嵘麑嵵械目偦ㄉ蘸?。

2.5 主成分分析評價不同處理對果實品質的影響

將不同處理在4個時期分別測定的11個指標進行降維因子分析。前6個主成分的特征值均＞1，貢獻率分別是33.457%、20.236%、18.758%、12.333%、8.181%、7.035%，累積貢獻率為100%，即這6個主成分已經代表了處理的品質特性指標的全部信息，因此選擇提取6個主成分適宜（表1）。4個采樣時期不同品質指標對6個主成分的影響程度見表1。

表1 6個主成分的成分載荷矩陣Table 1 Component loading matrix of six principal components

根據綜合得分的方法計算得出不同處理的得分（F），得分越高說明該處理效果最優，不同處理綜合得分結果見表2。排名第一的是水楊酸＋茉莉酸甲酯組合（T4），其次是茉莉酸甲酯單獨噴施處理（T3），然后是吲哚乙酸＋水楊酸組合（T6），噴施吲哚乙酸、水楊酸分別排名第6和第7位，CK排名第5（表2）。

表2 外源激素處理測定品質指標的主成分分析綜合分值及排序Table 2 Principal component analysis and ranking of quality indexes by exogenous hormone treatment

3 討論與結論

轉色期是漿果發育的關鍵點，自此糖和香氣化合物增加，酸和硬度降低，直至成熟結束[5,22]，因此選用轉色初期開始試驗處理。從葡萄果實轉色開始，果實糖積累進入快速時期。本研究從轉色期開始噴施3種外源植物激素及其組合，結果表明，噴施水楊酸、吲哚乙酸和茉莉酸甲酯及其組合均可提高果實中的可溶性總糖和葡萄糖含量，噴施茉莉酸甲酯及其與水楊酸和吲哚乙酸的組合均提高了果實中的蔗糖含量。有研究指出，茉莉酸甲酯的外源應用改變了草莓中多個與成熟相關基因的表達譜，包括與茉莉酸和乙烯生物合成相關的基因[23]。噴施外源植物激素可能觸發糖合成基因的表達，從而誘導葡萄果實糖的積累。劉曉峰等[24]利用不同濃度的水楊酸浸果得出，1 mmol·L-1的水楊酸使果實中總糖含量上升，有機酸含量下降。李蔚等[5]通過測定外源茉莉酸甲酯引起‘貴人香’葡萄基因表達差異，推測茉莉酸甲酯延遲果實成熟與果皮中JMT基因上調有關。

本試驗得出，噴施吲哚乙酸及其組合、以及水楊酸＋茉莉酸甲酯組合可提高果實中的單寧含量，噴施茉莉酸甲酯能有效提升果實中的總花色苷含量；除吲哚乙酸和其與茉莉酸甲酯的組合在結束處理后1周時，果實中總類黃酮的含量低于其他處理，其他處理果實中的總類黃酮和黃烷-3-醇含量在結束處理后1～2周均高于CK，這也印證了前人的研究結果[5-6,25-27]。在結束處理后3～7周，不同處理果實中的總類黃酮和黃烷-3-醇含量低于CK，這一現象有待進一步驗證。研究指出，茉莉酸甲酯通過誘導酚類化合物的相關合成酶促進葡萄果皮中酚類物質的積累[28]。本試驗應用主成分分析得出噴施水楊酸＋茉莉酸甲酯的組合處理的‘赤霞珠’的果實品質最好。

該研究只測定分析了不同外源激素處理對果實品質的影響，要闡明其對糖和酚類物質積累的誘導機理，還需開展不同外源激素調控果實品質及對果實成熟進程影響的研究，后期應從代謝途徑和基因表達方向進行更深入的研究，重點關注葡萄生長發育過程中外源激素對糖酸代謝、類黃酮代謝及花色苷代謝的差異物質及其基因的差異表達。