‘阳光玫瑰’葡萄无核化研究进展

王莎, 程大伟, 李明, 顾红, 李正阳, 祁帅, 陈锦永

(中国农业科学院郑州果树研究所, 果树生长发育与品质控制重点实验室, 郑州 450009)

无籽葡萄因其口感好、食用方便等优点不仅深受消费者喜爱，也提高了其对加工业的适应性[1-3]。目前，无籽葡萄主要有两个来源，一是培育无核品种，二是利用植物生长调节剂将有核品种进行无核化处理。而无核葡萄品种种类较少、培育周期长，无法满足市场需求，利用植物生长调节剂将有核葡萄品种无核化成为目前的研究热点。葡萄无核化处理常用生长调节剂有赤霉酸(gibberellin acid 3，GA3)、6-苄基腺嘌呤(6-benzylaminopurine，6-BA)、氯吡脲(forchlor-fenuron，CPPU)、噻苯隆(thidiazuron，TDZ)和链霉素(streptomycin，SM)[4-6]。20世纪50年代，葡萄无核化技术由日本首次在‘玫瑰露’(Delaware)上获得成功[7]。至今，‘玫瑰露’、‘蓓蕾玫瑰’(Muscat Bailey A)、‘巨峰’(Kyoho)、‘康拜尔早生’(Campbell Early)等多个葡萄品种可进行无核化生产[8]。国内葡萄无核化研究始于20世纪60年代[9]，近二十年进入高速发展期，并已经在‘醉金香’(Zuijinxiang)、‘京亚’(Jingya)等巨峰系品种上得到广泛应用[10]。另外，‘黄玉’(Ouggoku)[11]、‘红地球’(Red Globe)[12]、‘茉莉香’(Molixiang)[13]、‘阳光玫瑰’(Shine Muscat)[14-15]等葡萄品种也进行过无核化研究并取得一定成果。

‘阳光玫瑰’葡萄2009年从日本引进，因其风味独特，受到消费者追捧，近年来种植面积增长迅速，总面积已达6 600 hm2[16-17]。‘阳光玫瑰’葡萄外形美观、酸甜适口、香味浓郁[18-19]，处理后‘阳光玫瑰’葡萄品质提升、副作用较小，比其他品种更适宜无核化生产，所以利用植物生长调节剂对其进行无核化处理符合市场需求。关于‘阳光玫瑰’葡萄的无核化报道较少，结果差异明显，缺少系统化研究。本文从药剂种类、处理浓度、处理时间以及对果实品质影响等方面综述了‘阳光玫瑰’葡萄无核化研究进展，以期推进高效、安全、无核化栽培技术体系的建立，提升‘阳光玫瑰’葡萄品质和种植效益。

1 ‘阳光玫瑰’葡萄无核化技术

1.1 无核化药剂及使用浓度

‘阳光玫瑰’无核化常用药剂有GA3、CPPU、SM和TDZ等。一般无核化药剂和膨大处理的药剂相同，但膨大药剂浓度往往略高(表1)。

表1 ‘阳光玫瑰’无核诱导及膨大处理常用药剂

‘阳光玫瑰’无核诱导处理多采用25 mg·L-1GA3和1.25～5 mg·L-1CPPU混合处理[20-23]或GA3与3～5 mg·L-1TDZ混合处理[24]。添加200 mg·L-1SM可减轻GA3造成的果梗木质化，提高无核率[14,25]。生产中，需根据树势强弱调整药剂浓度。树势较强时一般使用低浓度；树势中庸时，为保证效果，往往适当增加药剂浓度[15,18]。‘阳光玫瑰’在进行无核诱导处理后，果实内无法形成种子，不能提供果实正常发育所需的内源激素，需要再进行膨大处理。膨大处理多用25～50 mg·L-1GA3[22-24，26]和2～5 mg·L-1CPPU[22-27]混合处理或25 mg·L-1GA3单独处理。有研究采用GA3与3～5 mg·L-1TDZ搭配处理[24,28]，另有研究加入了200 mg·L-1SM[29]。

1.2 无核化处理时期

日本通常采用下面几种方法来判断无核诱导的最佳时期：①形态观察法。根据花粉及胚珠的发育与处理时期的关系判断花期，推测处理时期。②公式推测法。根据经验公式推测始花期，由此来确定处理时期。③形态判断法。根据植株生育状态和花器发育形态来衡量确定处理时期[30]。

‘阳光玫瑰’的无核诱导时间集中在盛花期、盛花末期和花后5 d内。盛花期处理‘阳光玫瑰’葡萄无核效果好，最高可达到100%[10,26,31]。另有研究发现花后1～3 d诱导无核效果好[23,32-33]。GA3的无核诱导效应在花前强于花期，花期诱导效应强于花后，末花后7～10 d无核诱导效应基本消失[34]。不过，GA3处理过早容易造成穗轴扭曲、硬化等副作用。所以，选择无核诱导时期，平衡无核和副作用是关键。GA3与CPPU混用会增加空心率，应尽量在盛花后期使用[35]。膨大期多集中在第一次处理后10～15 d，最晚不超过花后20 d，否则果实发育进入硬核期将会显著影响膨大效果[26,36-37]。

1.3 无核化处理模式

‘阳光玫瑰’无核化生产常用二次处理模式，第一次处理目的是果实无核化兼具保果作用，第二次处理目的是膨大无核果实[20,25,28]。

海唐春阳光玫瑰联盟[38]结合国内和日本研究及应用效果，提出三次处理模式：第一次在开花前一周，使用200 mg·L-1SM对花序进行无核诱导；第二次在花满开后1 d，再使用10～15 mg·L-1GA3+2 mg·L-1CPPU+200 mg·L-1SM浸蘸果穗处理，1～2 d内处理完毕，若天气条件较好，其自然坐果率较高，可以延迟至花后3 d处理，有利于幼果发育；第三次在保果后10～12 d进行膨果处理，使用25 mg·L-1GA3+2 mg·L-1CPPU+5 000倍保美灵(3.6%苄氨·赤霉酸)，果实综合品质显著提升。此外，于瑞君[23]也推荐类似处理模式，但第一次处理时间为花前10 d；第二次处理的时间为花后3 d；最后一次处理的时间为花后12～14 d，未用保美灵。

除二次处理和三次处理模式之外，李海燕等[20]还报道了一次处理的方法，即在盛花后5 d用25 mg·L-1GA3+10 mg·L-1CPPU进行一次处理。

1.4 无核化处理施药方式

在无核化处理中，大多采用浸蘸花序(果穗)的方式[15,20-21]，少数采用喷施的方式[23,39]。浸蘸时将果穗完全没入药剂溶液中3～5 s即可，无核处理中无需将多余药液抖掉，但膨果处理需将多余药液抖掉，以防日灼发生。浸蘸或喷施的效果并未显示出显著差异，虽然喷施较为方便，但是生产中常采用浸蘸的方式。

1.5 无核化生产的水肥要求

适宜无核化生产的葡萄树体有三大要求：树势旺、水肥及时、留叶量足[40]。树势旺盛的葡萄适宜无核化，相同处理条件下，‘阳光玫瑰’果粒大小明显受到树势的影响，且比其他品种更甚，所以强健树势是保障‘阳光玫瑰’果实品质的基础[38]。

无核保果处理后，田间湿度对果实发育影响很大，湿度越大，果实坐果率和幼果发育质量越好。保果后每隔2 d灌水一次，直到进入硬核期，保果后随滴灌施入N-P-K含量比例为30%∶10%∶10%的水溶肥60 kg·hm-2[38]。膨果后需要继续保持田间湿度，避免僵果风险。膨果处理后，施入N-P-K含量比例为15%∶10%∶30%的水溶肥 60～75 kg·hm-2，大水灌溉，并通过叶面施入适量钙肥[38]。

1.6 无核化处理前花穗管理

‘阳光玫瑰’商品果一般要求果粒数量60～80粒，果穗呈圆柱形，穗形紧凑，常常在花前进行疏花和花穗整形。另外，花穗整形使开花一致，有利于无核处理。常规有核品种葡萄花穗整形通常采用保留果穗中部分枝的方法，但‘阳光玫瑰’进行无核化处理，往往采用保留穗尖的方法。开花前保留穗尖4～5 cm是‘阳光玫瑰’葡萄的适宜整穗方法[21,26,33]，另有研究表明花前1周留穗尖4 cm果实品质好[41]。在花序分离前将其上部的支穗全部去除，如果穗尖分生出两个尖部或是穗尖畸形，可以适当剪掉部分穗尖，也可去掉主穗保留副穗穗尖[21,42]。

1.7 无核化处理后果穗管理

‘阳光玫瑰’经过GA3处理后，上部分枝会迅速拉长，导致穗形长短不整齐，成熟时也不利于包装运输。所以，需要在保果处理1周左右进行果穗长度调整，若调整过晚，则会导致穗尖果粒生长不良、膨大效果不佳。一般将穗长调整为10 cm左右，果穗最上部几个分枝，每个分枝留5～6粒单层果，多余的剪除[38]。

膨果处理后进行疏果，将病虫果、僵果和畸形果等全部去除，令果穗疏松，有利于后期果实生长，每穗约留60粒果实。疏果结束后进行套袋，常用果袋为白色、绿色和蓝色。选用白色果袋，果实成熟期较绿色、蓝色果袋的提前，但果锈会增加，果面偏黄，成熟期不一致，影响商品性；选用蓝、绿色袋子，成熟期延迟，但果面整洁，成熟期一致[19,38]；浅绿色果袋较深绿色果袋对果实外观和内在品质提升更大[43]。

2 无核化处理对‘阳光玫瑰’葡萄果实品质的影响

2.1 无核化处理对果实无核率的影响

‘阳光玫瑰’葡萄经花期诱导处理后可以有效地减少种子数量，提高无核率。自然生长条件下，‘阳光玫瑰’的无核倾向差，无核率为0[14,20]。无核率随GA3浓度的升高而增大，单独用GA3进行处理，有无核的效果，但远远达不到生产要求[20-21]。GA3与CPPU混合处理诱导无核的效果强于GA3单用[15,20,35]，且盛花期施用对无核效果大[15,21]；当GA3中混配不同浓度的CPPU时，无核率随CPPU浓度的升高而增加[15,21]。25 mg·L-1GA3单独处理的无核率仅为22.3%[20]，无核诱导处理中，25 mg·L-1GA3添加3 mg·L-1、5 mg·L-1CPPU，无核率都在95%以上[15]。

目前，尚未见‘阳光玫瑰’葡萄使用SM对无核率影响的报道，但是在其他葡萄品种中，已经证明了SM在促进无核方面的重要作用。在一些巨峰系葡萄品种中，单独使用SM，即对无核诱导产生显著效果[44]。GA3添加SM后对‘京超’(Jingchao)无核诱导效果强于GA3单独使用[45]，‘藤稔’(Fujiminori)葡萄中也有相似的结论[46]。

2.2 无核化处理对果实质量的影响

‘阳光玫瑰’果实在经过无核、膨果处理后，果穗重、单粒重变大。无核化处理增加‘阳光玫瑰’葡萄果穗重量。果穗重量与GA3、CPPU浓度成正比，当CPPU浓度一定时，果穗重量随GA3浓度的增加而增加；当GA3浓度一定时，果穗重量随CPPU浓度的增加而增加[47]。单独使用GA3时，随着GA3浓度增加，果实单粒重逐渐变大，最高可达13 g以上[48]。GA3混配CPPU对果实的膨大效果强于单独使用，25 mg·L-1GA3与不同浓度的CPPU混合使用时，较高浓度的CPPU对单粒重增加的效果较好，可达16 g[49]。且施用相同浓度CPPU，盛花期对粒重增加的效果强于膨果期[20-21]。

另有研究表明，膨大处理中添加TDZ也可以增加果实单粒重，且相同浓度下，TDZ对果实的膨大效果比CPPU好[50]。

2.3 无核化处理对果实外观品质的影响

无核化与膨果处理可以显著改变果实的纵横径，果实的果形指数(即果实纵径/果实横径)也会发生改变，但表现各异。有研究表明，GA3促进果形指数增大，GA3与CPPU混液进一步促进其增大[51]，无核诱导期效果强于膨果期[21]。25 mg·L-1GA3促进纵径效果随CPPU浓度的增加而增加，其中25 mg·L-1GA3+10 mg·L-1CPPU对纵径增加效果最好[21]。两次处理均使用高浓度的GA3和CPPU混合溶液果粒趋于圆形[20]。此外，TDZ的使用也显著增加了纵横径，横径增加效果比纵径好，其中50 mg·L-1GA3+ 3 mg·L-1TDZ效果最佳[50]。

‘阳光玫瑰’经无核膨果处理后果皮亮度增加，单独用GA3处理，果皮颜色偏黄，成熟期提前，而添加CPPU后果皮偏绿，成熟延缓。‘阳光玫瑰’自然坐果或单独使用GA3两次处理，果实表面会产生锈斑，但GA3和CPPU混合处理可以抑制果锈的产生[20,22]，TDZ的使用也可以抑制果锈的生成[18]。另有研究表明，添加CPPU、TDZ后果皮亮度增加，且随浓度的增大而增大，这表明植物生长调节剂的使用延缓了果实的成熟，同期对照果实颜色偏黄，成熟度更好[50]。

2.4 无核化处理对果实糖酸含量的影响

果实的可溶性固形物和可滴定酸含量是评价果实口感的重要指标，‘阳光玫瑰’葡萄经过植物生长调节剂处理后，果实可溶性固形物与可滴定酸的含量发生变化，但其变化因试验和栽培条件的不同而有所差异。单独使用GA3，当GA3浓度低于25 mg·L-1时，‘阳光玫瑰’葡萄果实可溶性固形物含量随GA3浓度增加而升高；当GA3浓度超过25 mg·L-1时，可溶性固形物含量随GA3浓度增加反而降低[48]。大多结果表明可溶性固形物含量随CPPU用量增加而下降[48-49,51-52]，也有研究表明低浓度GA3与CPPU混用可溶性固形物含量增加[15]。处理后可滴定酸含量升高[21,53]，或无显著变化[49-50]。

2.5 无核化处理对果实香味物质含量的影响

果实的香味主要由果实中的芳香性物质构成，芳香物质的种类和含量决定了葡萄果实特征和风味[54]。玫瑰香味葡萄最多的芳香物质是单萜类，起主要作用的是里那醇和香叶醇[55]。目前，有关植物生长调节剂对‘阳光玫瑰’果实香味物质种类和含量的影响研究尚不多。

CPPU可以减少麝香型葡萄果实香气物质种类，成熟推迟。GA3与CPPU的混液进行膨大处理与单独使用GA3相比，CPPU使‘阳光玫瑰’葡萄果实香气物质种类减少，里那醇、顺式氧化里那醇、香叶醇等特征香气萜类物质相对含量降低，风味变淡，且CPPU浓度过高，不利于香气的产生[55-56]。江平等[47]研究结果与之吻合。‘阳光玫瑰’无核化处理时不使用CPPU或其浓度较低时，萜烯类物质含量增加[20]。刘万好等[57]以同样具有麝香气味的‘玫瑰香’(Muscat)葡萄为试材，用50 mg·L-1GA3+200 mg·L-1SM的混液处理后，检测香味物质种类和含量，却发现葡萄果实香气物质含量增加、种类丰富。综上所述，GA3可能会促进香味物质产生，而高浓度CPPU则会抑制其产生。

2.6 无核化处理对果实其他品质的影响

无核化处理对‘阳光玫瑰’ 穗形、果刷、穗梗、果梗、空心及涩味等性状均能产生影响。

CPPU可改善穗形，提高坐果率。单独使用GA3，‘阳光玫瑰’坐果率较低，且果实穗形松散，果粒排列不紧密，添加CPPU两者得到明显改善[20,48]。一般来说，果刷越长，粗度越大，果实与果柄结合越紧密，果实不容易落粒，较耐贮运。经植物生长调节剂处理后果刷均变短、变细，且CPPU对其影响最大，使果柄耐拉力急剧下降，是引起膨大果实容易脱粒的重要因素[50]。

GA3添加CPPU或TDZ无核处理容易造成穗梗、果梗加粗变硬使其变脆、易折，降低商品价值。单独使用GA3或添加CPPU浓度超过5 mg·L-1时，则会加重果梗老化变粗[20]，TDZ造成不良效果明显小于CPPU处理[50]。CPPU的使用可能导致果实空心，自然坐果和单独使用GA3处理的‘阳光玫瑰’果实一般不出现空心现象，但是两次处理都添加高浓度CPPU会增加果实空心率且能增加果实的硬度，特别是盛花后1～3 d使用CPPU时，浓度越高空心率越高[20,49]。无核化处理‘阳光玫瑰’果实，药剂搭配不当会造成果皮发涩，影响口感。30 mg·L-1GA3+2 mg·L-1CPPU + 200 mg·L-1SM的处理会使果皮发涩，而将GA3降至25 mg·L-1以下则果皮涩味消失，口感较佳[14]。

总体来说，将植物生长调节物质的使用量控制在一定范围内，并辅助一些栽培措施，可以提高‘阳光玫瑰’果穗整齐度和质量、口感等，有利于提高果实的商品性。

3 展望

‘阳光玫瑰’葡萄无核化生产目前存在的主要问题有：①生长调节剂处理‘阳光玫瑰’果穗至少每年两次，费工费力，与其他品种如巨峰系葡萄相比，缺乏简化处理技术。②生长调节剂的使用不规范，部分生产者缺乏对其认知，使用较高浓度生长调节剂，导致果实含糖量下降、果实空心以及香味特征降低，商品性下降；生产上过于依赖生长调节剂，忽视树势培健和配套栽培措施，导致树体寿命缩短。③市场上葡萄无核化处理药剂较多，但缺乏‘阳光玫瑰’品种专用药剂。

有核葡萄的无核化处理一般需要两次，第一次为无核保果处理，第二次为膨大处理，但两次处理会耗费大量的人力物力，增加生产成本。日本研究人员已经研究出适合巨峰系葡萄无核生产的简化方法，国内也有学者在巨峰系葡萄中进行试验并取得一定成效[25]。一次处理的实质是将无核化的时间延后，将膨果时间提前，‘先锋’品种在满开后3～5 d，使用25 mg·L-1GA3+10 mg·L-1CPPU进行处理，除了果实略小，其品质优于二次处理；‘巨峰’葡萄在满开后5 d，用25 mg·L-1GA3+10 mg·L-1CPPU处理，与二次处理结果相当[33]。除李海燕等[20]提出在盛花后5 d以25 mg·L-1GA3+10 mg·L-1CPPU一次处理较好外，‘阳光玫瑰’葡萄无核化的一次简化处理还未见其他报道。所以，此品种的简化无核处理具有很大发展潜力，如何将两次处理合并为一次，或许将成为接下来的研究重点。

生长调节剂最终使用效果受到环境、树势、处理方法等多因素影响，使用不当，容易造成果实品质下降，造成损失。随着社会对食品安全问题的重视，生长调节剂的安全性受到质疑。所以，一方面，需要加强宣传，提高消费者对生长调节剂的正确认识；有关部门也应尽早完善相关生长调节剂的登记与使用标准，使葡萄无核化生产有据可依。另一方面，加强示范普及工作以及对农业技术人员的培训工作，规范生长调节剂的正确用法和葡萄无核化生产配套管理技术，是葡萄无核化生产的重要任务。

通用型葡萄无核化药剂使用浓度不易被掌握，需要开发适合‘阳光玫瑰’的专用药剂。葡萄无核化药剂开发主要集中在GA3与CPPU配比，近些年新发现的植物内源激素如油菜素内酯、多胺等，未来是否可以形成新型生长调节剂，用于葡萄的无核化处理，还需要进行不断试验。诱导葡萄果实无核的分子生物学研究多集中于植物内源激素含量的变化、激素信号传递、糖代谢的变化和种子发育关键基因表达量的变化[58-60]，但其分子机制尚未明晰。未来可通过分子生物学方法为生长调节剂使用提供参考依据。