GA3处理对葡萄叶片叶绿素含量和果实品质的影响

李文杨 尹娟 岳建华

摘要：研究不同浓度赤霉素（GA3）对葡萄叶片和果实生长发育及果实品质的影响，为筛选适宜的生长调节剂应用于葡萄生产提供理论依据。以3年生夏黑葡萄为试验材料，调查不同浓度GA3处理的葡萄叶片SPAD值和果实大小及质量，果实成熟时测定果面着色状况、果实内在品质和果实形态指标。结果表明，盛花期后12～67 d，叶片SPAD值差异显著（P<0.05），不同处理果实成熟时的叶片SPAD值均比果实发育初期的低;处理Ⅰ、处理Ⅱ、处理Ⅲ、处理Ⅳ的葡萄果实纵横径均比CK高，其中处理Ⅳ的最高，比CK分别高14.95%和7.88%。不同处理之间的葡萄单果质量存在显著差异，平均单果质量按大小排列为处理Ⅳ>处理Ⅲ>处理Ⅰ>CK>处理Ⅱ;处理Ⅱ能增加果实L*和a*值、果梗粗度;处理Ⅲ能提高果实CIRG值和果实中可溶性固形物含量;处理Ⅳ能保持果实中可溶性固形物和可滴定酸含量，促进果实中花色苷和可溶性糖含量及果实产量的增加，为最适处理。

关键词：夏黑;葡萄;GA3;叶绿素含量;SPAD;果实;品质

中图分类号： S663.104  文献标志码： A  文章编号：1002-1302（2019）11-0194-04

收稿日期：2018-04-13

作者简介：李文杨（1984—），女，河南南阳人，硕士，讲师，主要从事经济林育种研究和教学工作。Tel：（0376）6698107;E-mail：wylee126@126.com。

通信作者：岳健华，博士，副教授，主要从事园艺植物研究和教学工作。Tel：（0376）6518803;E-mail：jhyues@163.com。  葡萄夏黑（Vitis vinifera ‘Summer Black）属欧美杂交三倍体品种，原产日本，由巨峰与无核白杂交选育而成，是优良的早熟无核品种，深受广大消费者的喜爱[1-2]。赤霉素（gibberellin A3，GA3）能促进细胞分裂和延伸，参与果树生长发育的各个环节，是葡萄生产上应用比较广泛的外源植物生长调节剂[3-4]。在葡萄开花前应用GA3处理，导致花粉和胚珠发育异常，而花后应用能促进细胞增大[5]。果实品质是当前及未来经济林果树产业健康发展和市场竞争力的核心[6]。葡萄果实品质包括外观质量和内在品质，主要包括果实大小及果形、色泽、糖分、有机酸及其他风味物质等内含物的含量[5，7]。GA3对葡萄成熟过程中果实含糖量的影响受葡萄品种和GA3使用浓度和发育时期等因素的影响。Teszlák等发现，20 mg/L GA3处理可使卡达卡葡萄中的花色苷和总酚含量显著增加，而使朗姆伯格葡萄的总酚含量降低、花色苷略有增加[8]。唐丁等认为，开花前10 d用35 mg/L GA3处理可以提早蜂后葡萄开花，促进花序散穗和花梗生长[9]。王继源等研究表明，5 mg/L GA3+5 mg/L氯吡苯脲（CPPU）处理阳光玫瑰葡萄，能在保证内在品质的同时改善外观品质[10]。夏黑葡萄是目前市场主栽品种之一，然而外源GA3对其同化能力及对果实品质影响的系统研究未见报道。本试验以夏黑葡萄為试验材料，研究GA3对其叶片和果实生长发育及果实内外品质的影响，筛选适宜的生长调节剂处理组合，为提高葡萄果实的商品价值及完善葡萄生产栽培技术提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

2017年3—7月在河南省信阳市平桥区洋河镇苏双楼村葡萄种植园进行田间试验，种植园面积为1.45 hm2，地理位置为114°11′1″E、32°17′5″N，海拔79.28 m。该地属于亚热带向暖温带过渡地区，冷暖适中，四季分明，年平均气温 15.3 ℃，无霜期长，平均220～230 d;降水丰沛，年均降水量约1 100 mm，空气湿润，相对湿度年均77%。2017年1—6月平均高温19.5 ℃，平均低温15.4 ℃，1月份最低气温-4 ℃，6月份极端最高气温35 ℃。试验地点栽培地土壤为黄棕壤，pH值约为6.7。主要灾害性天气有寒流、霜冻、雷暴雨、冰雹等。室内试验在信阳农林学院林木种苗工程试验中心进行。

1.2 供试材料

供试葡萄品种为夏黑，树龄3年，南北定植，行株距均为3.5 m×1.5 m，葡萄架为“V”形篱架，有避雨棚。灌溉、施肥、病虫害防治等按照常规管理，各处理管理条件保持一致。

1.3 试验方法

1.3.1 GA3处理方法 用5 mg/L GA3在花前1周进行处理;修剪花序后留花序距花序顶端长8 cm，盛花期时用不同浓度GA3处理花序（表1），以清水处理的夏黑为对照;果穗处理在花后2周，用50 mg/L GA3和2 mg/L CPPU处理果穗。每个处理8个花序或果穗，重复3次，对花序或果穗进行蘸药或清水处理，时间均为3 s。坐果后进行疏果，去除小粒、畸形果等，尽量使果粒松散，穗形成圆锥形。

1.3.2 叶片和果实的测定项目 测定叶片SPAD值用 SPAD-502叶绿素仪进行，每个处理选取无病虫害、生长发育正常的植株的结果枝组上的叶片，测定位点为叶片中部。

果实发育阶段用游标卡尺测量果实发育期间纵横径，电子天平测定果实单果质量和单穗质量。手持折光仪测定果实中的可溶性固形物含量，采用pH示差法测定不同处理的花色苷含量[11]，蒽酮试剂法测定可溶性糖含量，氢氧化钠溶液滴定法测定可滴定酸含量[12]。

采用色差仪CR410测定果面色泽，选取果实赤道部位3个点，测量果实光泽明亮L*、颜色组成a*和b*值，根据曹锰等的方法[13]计算色泽饱和度C*、色度角h和果实颜色指数（color index of red grape，简称CIRG），采用葡萄果实颜色指数的方法来评价果实的外观色泽[14]。

1.4 统计分析

采用SPSS 19.0和Excel 2016等软件进行数据统计和分析。

2 结果与分析

2.1 GA3处理对夏黑葡萄叶片叶绿素含量的影响

由图1可知，盛花期后12～67 d，不同处理的夏黑葡萄叶片SPAD值表现为先上升后下降再上升再下降的趋势，9个测定时间段的叶片SPAD值之间差异显著（P<0.05）。盛花期后32、46、53、60 d，不同处理之间叶片SPAD值差异显著（P<0.05）;果实发育初期和成熟期（盛花期后12、67 d），不同处理之间的叶片SPAD值差异不显著。不同处理果实成熟期的叶片SPAD值均比果实发育初期的低，各处理叶片SPAD值按大小排列依次为处理Ⅲ>处理Ⅳ>处理Ⅱ>处理Ⅰ>CK，各处理叶片SPAD值均比CK高，其中处理Ⅲ的叶片SPAD值最高，约比CK高17.89%。

2.2 GA3处理对夏黑葡萄果实大小和单果质量的影响

由图2、图3、图4可知，果实纵径、横径及单果质量随着果实成熟度的增加而不断上升。不同处理对葡萄果实纵横径生长有一定的影响，但差异不明显。从盛花期12 d到果实成熟时，处理Ⅰ、处理Ⅱ、处理Ⅲ、处理Ⅳ的葡萄果实纵横径均比CK高，其中Ⅳ处理的葡萄果实纵横径最高，分别比CK高 14.95% 和7.88%。葡萄果实成熟时（盛花期67 d），CK、处理Ⅰ、处理Ⅱ、处理Ⅲ和处理Ⅳ的果实果形指数分别为1.02、1.05、1.06、1.20、1.12，不同处理差异不明显;而不同处理的葡萄单果质量存在显著差异（P<0.05），平均单果质量按大小排列依次为为处理Ⅳ>处理Ⅲ>处理Ⅰ>处理Ⅱ>CK，处理Ⅲ的平均单果质量比CK高29.86%。

2.3 夏黑葡萄果实成熟时各项指标比较

2.3.1 GA3处理对夏黑葡萄果面色泽参数的影响 盛花期后67 d，采收不同处理的夏黑葡萄并对果实着色程度进行分析。由图5可知，不同处理的果实亮度L*值在28～33，其中处理Ⅱ的果实亮度L*值最高，与处理Ⅰ、处理Ⅲ、处理Ⅳ相比差异显著（P<0.05），与CK相比差异不显著。随着盛花期GA3处理浓度的增加，葡萄果面红/绿颜色分量a*值先升高再降低，处理Ⅱ的a*值最高，比CK高18.40%;盛花期GA3处理果穗的浓度在超过25 mg/L GA3后，果皮色泽为偏绿，处理Ⅲ的a*值最低。不同处理的葡萄果实蓝/黄颜色分量b*值比较，显示处理Ⅱ的b*值最高，处理Ⅰ的b*值最低，但是差异不显著。处理Ⅲ的CIRG值最高，为5.75，比CK高 12.98%，处理Ⅱ的CIRG值最低，与CK相比差异不显著，与其他处理相比差异显著（P<0.05）。

2.3.2 GA3处理对夏黑葡萄果实内在品质和形态指标的影响 由表2可知，不同处理的夏黑葡萄果穗的平均果梗粗度、单穗质量存在差异。处理Ⅰ、处理Ⅱ和CK的果梗粗度值较大，与处理Ⅲ、处理Ⅳ的果梗粗度相比差异显著，其中处理Ⅱ的果梗粗度值最大，比CK高7.57%;处理Ⅳ的果梗粗度值最小。平均单穗质量随着盛花期GA3处理浓度增高而增大，其中处理Ⅳ的平均果穗质量最大，比CK高87.60%。

夏黑葡萄果实成熟时，对果实中的可滴定酸、可溶性固形物、花色苷、可溶性糖含量进行测定，结果（表2）显示，不同处理对果实中4项内在品质指标影响差异显著。处理Ⅱ果实中的可滴定酸含量最高，比CK高18.89%;處理Ⅲ果实中的可溶性固形物含量最高，比CK高7.31%;处理Ⅳ果实中花色苷和可溶性糖含量最高，比CK分别高61.90%和12.19%。

3 结论与讨论

3.1 GA3处理次数和浓度对葡萄的影响

葡萄生产上GA3的应用一般为花前和花后处理，不同浓度的GA3和处理次数对葡萄果实的影响也不同。本研究对夏黑葡萄花序或果穗进行了3次处理，分别为花前1周 5 mg/L GA3处理、盛花期时用不同浓度GA3处理花序、花后2周用50 mg/L GA3和 2 mg/L CPPU处理果穗。结果显示：处理Ⅳ盛花期50 mg/L GA3为最适组合，能保持果实中可溶性固形物含量，并促进果实中花色苷和可溶性糖含量及果实产量的增加。刘捷等对葡萄进行2次处理，研究花前和花后不同浓度GA3处理对新美人指葡萄果实的影响，发现盛花期用50 mg/L GA3处理，单果质量增大最显著，但可溶性固形物含量显著下降，花前1周用12.5 mg/L GA3处理对可溶性固形物的影响较小（盛花后2周均用25 mg/L GA3+5 mg/L CPPU处理）[15]。贾玥等认为，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结合整穗 3 cm 的长度在葡萄生产上应用最好[16]。陈少珍等在盛花后7、15 d分别2次用50 mg/L GA3+1 mg/L CPPU处理野生毛葡萄，结果发现2种处理的果粒质量、可溶性固形物含量、可溶性糖含量均高于对照[17]。辛守鹏等研究表明，盛花期用 25 mg/L GA处理葡萄花穗，花后2周25 mg/L GA+15 mg/L CPPU处理的组合较为合理，果实品质随着CPPU浓度的增加而提高[18]。这都说明盛花期不同浓度GA3+CPPU处理能显著提高葡萄果实质量、改善花色苷和可溶性固形物含量等果实品质，花后GA3混合使用比单一使用效果更好，但具体处理的次数和浓度还需要再完善。

3.2 GA3处理对夏黑葡萄果实着色情况的影响

色泽是葡萄果实商品价值的重要指标之一，花色苷合成的种类、含量决定了果实着色程度[19]。本研究中GA3处理葡萄后，对葡萄果实花色苷的影响结果发现：处理Ⅳ和处理Ⅰ的花色苷含量和果皮CIRG值均高于CK，说明盛花期时用低浓度（12.5 mg/L）和高浓度的GA3（50 mg/L）处理果穗，能提高果实中花色苷的含量和果皮着色程度。这与霍珊珊等研究发现不同质量浓度GA3处理能使葡萄果实中的总花色素苷和类黄酮含量有所提高的结果[20]一致。果实中花色素种类和数量的不同会使果实颜色有差别，内外多种因素会影响果实中花色素的形成。植物激素能够通过调节酶的活性来抑制或促进花色苷的合成，有研究表明ABA处理葡萄能提高果皮中花苷酸含量，提高花色苷生物合成相关基因的转录水平[21]，GA3是否也是通过影响花色苷的合成或相关基因的表达，间接调控类黄酮基因的转录，从而影响果皮颜色，还需要进一步研究。

3.3 GA3处理对葡萄叶片叶绿素含量和果实质量的影响

叶片叶绿素含量是反映植物光合作用能力、生长情况的主要指标之一。SPAD叶绿素仪作为一种快速测定植物叶绿素水平的方法，已经得到认可和推广[22-24]。本研究发现夏黑葡萄果实成熟时，各处理叶片SPAD值均比CK高，而果实平均单果质量和单穗质量也均比CK高。单果质量随着盛花期GA3处理浓度的增加而增加，50 mg/L GA3处理的平均单果质量达到为6.85 g，而夏黑自然单粒质量一般在3.5 g左右[25]。这与张演义等认为外源赤霉素处理葡萄果穗后增加了邻近功能叶片光合色素的含量从而促进葡萄果实膨大的结果[26]一致。同时，植物内源激素对叶片的衰老起着重要的调控作用。研究认为，GA3不仅可以有效阻止叶绿素的降解，还能够抑制衰老相关基因的表达，内源赤霉素含量的下降与衰老的发生密切相关[27]。

本研究通过外源施用GA3改变葡萄内源激素水平，从而调节了植物体内生理代谢的各个环节，提高绿素含量，延缓叶片衰老;GA3的应用诱导葡萄幼果体内生长素含量上升，增进幼果吸收营养提高多种植物淀粉酶活性，导致淀粉贮藏物质的降解以提供丰富的能量底物和结构碳架，果穗和功能叶片之间形成积极的库-源供求关系，促进果实的膨大，影响葡萄的生长和发育。

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