新型生物防裂剂对壶瓶枣细胞壁结构物质含量的影响

陈 丽 ，丁改秀 ，王保明 ，王 松 ，柯晓炜 ，刘海霞 ，温鹏飞

新型生物防裂剂对壶瓶枣细胞壁结构物质含量的影响

陈 丽1，丁改秀1，王保明1，王 松1，柯晓炜1，刘海霞2，温鹏飞2

（1.山西省农业科学院园艺研究所，山西太原030031；2.山西农业大学园艺学院，山西太谷030801）

以易裂品种壶瓶枣为试材，在果实发育期喷施生物防裂剂I和防裂剂II，测定其可溶性果胶、原果胶、纤维素含量的动态变化规律，以探讨其生物防裂剂对壶瓶枣细胞壁结构物质含量的影响，为果实品质的提高及贮藏技术的完善提供理论依据。结果表明，采前防裂剂处理与对照相比，会增加可溶性果胶含量，防裂剂II对可溶性果胶的影响更大；在转色期到成熟期防裂剂I与对照相比，显著增加了原果胶的含量，而喷施防裂剂II原果胶的含量却基本没有发生变化；防裂剂I和II与对照相比，在枣果实膨大期之前和转色期之后都会促进纤维素含量的增加，防裂剂II处理的效果更为明显。采前喷施防裂剂处理可对枣果实发育期间细胞壁物质的含量造成影响，与原果胶和纤维素相比，防裂剂对可溶性果胶含量的影响较大，防裂剂II效果更加明显。

生物防裂剂；细胞壁形成；壶瓶枣

裂果是由于果实内部生长与外界环境不协调导致的果实表面开裂的现象，多发于各类果实。枣是鼠李科枣属木本植物，是我国特有的果树树种[1]。壶瓶枣是我国枣中珍品，主产于山西省晋中市太谷县，在国内外享有盛誉。壶瓶枣果实中富含各种矿物质和维生素，药食两用，深受国内外消费者的青睐。然而，高裂果率严重制约了壶瓶枣产业的发展。目前国内学者对枣裂果机制的研究主要集中于解剖结构、矿质元素、环境因素等方面，但影响枣裂果发生的主要因素尚不明确[2-4]。曹一博等[5-6]对抗裂性不同的枣果实整个生长发育期细胞壁结构物质含量及酶活性进行了研究。研究表明，裂果的原因有很多，外因主要是水分，包括成熟期降雨[7-8]和土壤含水量高[9]；内因主要是果实可溶性固形物含量高，果实水势低，吸水力强，膨压大[10]；果皮厚度薄，果皮细胞不规则排列、松散[11-12]，果皮强度减弱。大量研究证实，果皮组织结构与裂果间有着密切的关系[13-16]，果皮组织结构不同是造成不同品种裂果差异的重要原因之一[16]。对细胞壁代谢相关酶活性测定结果发现，枣果皮及果肉中果胶酶及纤维素酶的活性整体均呈增加趋势，且在果实发育后期较明显。丁改秀等[17]研究表明，果实从膨大期开始，纤维素酶活性开始上升，至白熟期活性达到顶峰，随后活性降低；在半红期，果皮中原果胶含量、纤维素含量逐渐降低，水溶性果胶含量逐渐增多；全红期果皮中原果胶含量、纤维素含量增加，而水溶性果胶含量降低。细胞器与逆境响应是植物学的重要研究领域之一，但在亚细胞组分中，细胞壁由于其特殊性而长期被误认为是刚性、静态的结构，因而，在这方面的研究起步较晚[18]。防裂剂可以有效的防止或降低枣裂果发生，目前关于防裂剂在采前处理的报道并不多。

本研究以壶瓶枣为试材，探索采前果实发育期喷施防裂剂处理对壶瓶枣发育过程中果皮细胞壁结构物质含量的变化，揭示采前防裂剂处理对果实裂果的抑制机理，为果实品质的提高及贮藏技术的完善提供理论依据。

1 材料和方法

1.1 试验材料

供试壶瓶枣产于山西省晋中市太谷县小白乡东里村。新型生物防裂剂Ⅰ，Ⅱ均由山西省农业科学院园艺研究所红枣防裂课题组开发。

1.2 试验方法

分别于2016年7月30日、8月15日和9月1日喷施新型生物防裂剂，以喷施等量清水为对照。试验共采样6次，时间分别为2016年8月4日、8月10日、8月19日、8月30日、9月4日、9月20日。采样时从枣树东、南、西、北4个方向随机采摘生长期较为一致的枣果实，装入自封袋保存并置于冰盒中，立即带回实验室测定其可溶性果胶、原果胶、纤维素含量。

1.3 测定项目及方法

1.3.1 可溶性果胶和原果胶含量的测定 参照Solarbio公司的可溶性果胶含量试剂盒和原果胶含量试剂盒说明书的方法进行测定。

1.3.2 纤维素含量的测定 参照王立华等[19]和李春光等[20]的方法并略作修改。称取1 g枣捣碎，在95%乙醇和乙酸混合液中浸渍2 h，去除红色素，50℃烘干，储存备用。加入5 mL硝酸冰醋酸混合液（2 mL硝酸和3 mL冰醋酸），置沸水浴中加热25 min，并不断搅拌至冷却后离心，弃去上清液，沉淀用水冲洗3次。向沉淀中加入10 mL浓硫酸和25 mL 0.01 mol/L的重铬酸钾溶液，摇匀，在沸水浴中加热10 min，取出后倒入三角瓶中，用适量的蒸馏水洗涤3次，一并倒入三角瓶中，溶液冷却后滴3滴试亚铁灵试剂，用0.1 mol/L硫酸亚铁铵滴定。

根据公式计算纤维素的含量，平行测定3次，求平均值。

式中，k为硫酸亚铁铵的浓度（mol/L）；a为空白滴定所消耗硫酸亚铁铵的体积（mL）；b为溶液所消耗硫酸亚铁铵的体积（mL）；n为枣果实的质量。

1.4 数据统计

试验数据采用Excel 2007计算平均值和标准差，并绘图。

2 结果与分析

2.1 采前喷施防裂剂对可溶性果胶含量的影响

由图1可知，随着果实生长发育，壶瓶枣喷施防裂剂I可溶性果胶的含量呈先下降后上升的趋势，喷施防裂剂II可溶性果胶的含量呈先下降后上升再下降的趋势。与对照相比，8月10日喷施防裂剂处理的可溶性果胶含量降低。8月30日防裂剂I，II与对照之间差异不显著，其他时期防裂剂I，II与对照间差异显著。9月20日喷施防裂剂I，II的壶瓶枣可溶性果胶含量与对照相比，分别增加了8.58%和42.85%。

2.2 采前喷施防裂剂对原果胶含量的影响

从图2可以看出，随着果实生长发育，喷施防裂剂I使原果胶含量呈先上升后下降再上升的趋势，防裂剂II使原果胶含量呈先上升后下降再上升的趋势。与对照相比，8月10日喷施防裂剂处理的原果胶含量呈上升趋势。9月4日防裂剂I，II与对照之间差异显著，其他时期防裂剂I，II与对照之间差异不显著。9月20日喷施防裂剂I的原果胶含量与对照相比，增加了23.05%。

2.3 采前喷施防裂剂对纤维素含量的影响

随着果实生长发育，壶瓶枣上喷施防裂剂I和防裂剂II的纤维素含量均呈先下降后上升再下降的趋势。8月19日前处理果实的纤维素含量均高于对照。8月4日处理I，II与对照之间差异最为显著。9月4日处理II与对照之间差异不显著（图3）。

3 讨论与结论

枣果实细胞壁的结构物质，如果胶、纤维素、半纤维素等，它们组成了细胞壁的网状结构，维持细胞的稳定性和完整性。本研究表明，幼果期喷施防裂剂I与对照相比，可溶性果胶含量增加，其他时期与对照相比，可溶性果胶含量显著下降。而喷施防裂剂II除了8月10日和9月4日之外，其他时期可溶性果胶的含量与对照相比均显著增加。这可能是由于温度、水分等外界环境的影响，还有待进一步研究。而防裂剂I，II对原果胶含量的影响不同。在转色期到成熟期防裂剂I与对照相比，显著增加了原果胶的含量，而喷施防裂剂II原果胶的含量却基本没有发生变化。本研究还发现，在果实膨大期前喷施防裂剂I，II与对照相比，纤维素含量增加。其中，幼果期与对照间的差异最为显著。防裂剂II比防裂剂I更易促使纤维素含量增加。以上结果说明，采前喷施防裂剂可对枣果实发育期间细胞壁物质的含量造成影响，阻止细胞壁物质的释放，有效维持枣果实的正常生长发育。

［1］陈贻金，王庆贺，陈春雷.我国枣树栽培历史及现状[J].河南农业科学，1990（12）：17-19.

［2］辛艳伟，集贤，刘和.裂果性不同的枣品种果皮及果肉发育特点观察研究[J].中国农学通报，2006，22（11）：253-257.

［3］陈红萍，朱俊峰，李文辉.红枣成熟期裂果与气象条件的关系[J].山西农业科学，2007，35（6）：71-73.

［4］杨俊强，王宝明，王小原.枣裂果研究进展[J].山西农业科学，2009，37（3）：86-89.

［5］曹一博，孙帆，刘亚静，等.枣解剖结构及果皮中矿质元素对裂果的影响[J].果树学报，2013，30（4）：119-124，223.

［6］曹一博，李艳芳，张凌云.抗裂性不同的枣品种发育过程中Ca2+定位的动态研究[J].电子显微学报，2013，32（1）：66-72.

［7］高京草，王长柱，高华.影响枣裂果因子的研究[J].西北林学院学报，1998，13（4）：23-27.

［8］刘光生，刘源源，马树平，等.枣裂果主导因子及防裂技术措施研究[J].山西农业科学，2012，40（2）：150-152，176.

［9］杨俊强，王宝明，王小原.枣裂果研究进展[J].山西农业科学，2009，37（3）：86-89.

［10］王振亮，田银萍，刘孟军，等.不同品种枣树果实的抗裂性及其抗裂机理[J].经济林研究，2009，29（3）：74-77.

［11］石志平，王文生.鲜枣裂果及其与解剖结构相关性研究[J].华北农学报，2003，18（2）：94.

［12］邹河清，许建楷.红江橙的果皮结构与裂果的关系研究[J].华南农业大学学报，1995，16（1）：90-96.

［13］郝燕燕，赵丽琴，张鹏飞.枣离体果实水分吸收与质外体运输的研究[J].园艺学报，2013，40（3）：433-440.

［14］王保明，丁改秀，王小原，等.枣果实裂果的组织结构及水势变化的原因[J].中国农业科学，2013，46（21）：4558-4568.

［15］王惠聪，韦邦稳，高飞飞.荔枝果皮组织结构及细胞分裂与裂果关系探讨[J].华南农业大学学报，2000，21（2）：10-13.

［16］曹一博，李长江，孙帆，等.抗裂与易裂枣内源激素含量和细胞壁代谢相关酶活性比较[J].园艺学报，2014，41（1）：139-148.

［17］丁改秀，王保明，王小原，等.GA3对壶瓶枣细胞壁组分代谢及裂果率的影响[J].山西农业科学，2013，41（8）：819-821，830.

［18］徐呈祥.硅对盐胁迫下枣树组织培养苗细胞壁形成和相关酶活性的影响[J].植物生理学报，2011，7（11）：1096-1102.

［19］王立华，王永利，赵晓胜，等.秸秆纤维素提取方法比较研究[J].中国农学通报，2013，29（20）：130-134.

［20］李春光，董令叶，吉洋洋，等.花生壳纤维素提取及半纤维素脱除工艺探讨[J].中国农学通报，2010，26（22）：350-354.

Effect of New Biological Anti-cracking Agents on Substance Content of Cell Wall Structure of Huping Jujube

CHENLi1，DINGGaixiu1，WANGBaoming1，WANGSong1，KEXiaowei1，LIUHaixia2，WENPengfei2
（1.Instituteof Horticulture，Shanxi Academy of Agricultural Sciences，Taiyuan 030031，China；2.Collegeof Horticulture，Shanxi Agricultural University，Taigu 030801，China）

To provide a theoretical basis for the perfection of technology to improve the fruit quality and storage,the paper chose Hupingjujube as test material,sprayed biological anti-cracking agent Iand IIin the fruit development period,determined the the soluble pectin,protopectin,cellulose content changes to investigate the effect of biological anti-cracking agent on the substance content of cell wall structure of Huping jujube.The result showed that the content of soluble pectin could be increased compared with the control before extraction,the effect of anti-cracking agent IIon soluble pectin was greater.The anti-cracking agent Icompared with the control group,significantly increased the protopectin content during the colour changed stage to mature stage,but the protopectin content of spraying anti-cracking agent II had no change.Compared with the control,the anti-cracking agents I and II promoted the increase of cellulose content beforeand after theexpansion of jujubefruit,and the effect of the anti-crackingagents IIwas more obvious.Preharvest spraying anti-cracking agent treatment can affect the content of cell wall substances during the development of jujube fruit.Compared with the protopectin and cellulose,the anti-cracking agent has a greater effect on the content of soluble pectin,and the effect of anti-cracking agent IIismore obvious.

biological anti-crackingagents;cell wall formation;Hupingjujube

S665.1

A

1002-2481（2017）12-1940-03

10.3969/j.issn.1002-2481.2017.12.11

2017-09-15

山西省重点项目（2015-TN-5）；山西省科技攻关项目（20140311017-2，201603D221016-1）

陈 丽（1971-），女，山西太谷人，助理研究员，主要从事果树灾害防治研究及科技管理工作。丁改秀为通信作者。