外源茉莉酸甲酯对苹果果实品质的影响

杨光凯，武媛丽，高 燕，张小军，郝燕燕

(山西农业大学园艺学院，山西 太谷 030801)

苹果是我国重要的栽培树种，其栽培面积和产量均居世界首位[1]。果实品质是苹果质量等级和商品价值的重要评价指标。果皮色泽作为重要的外观品质指标已成为影响消费者选购的重要因素之一。苹果果皮中色素种类及组成比例均影响果皮色泽形成。此外，果皮色泽形成还受温度、光照、湿度以及植物激素等的调控。糖、酸、总酚、可溶性蛋白等物质是苹果口感、风味和营养的重要影响因素。甜和酸作为苹果最重要的味感物质，其含量、种类及组成比例直接影响着苹果果实酸甜风味的形成[2]。生产上由于受生态条件、树体营养等因素的影响，糖酸无法正常合成与积累，进而导致果实着色不佳，风味欠佳等问题[3,4]。茉莉酸甲酯(methyl jasmonate，MeJA)作为一种植物生长调节剂在果实色泽形成、糖酸代谢、酚类物质合成代谢等方面具有重要调控作用[5,6]。近年来，MeJA作为一种有效改善果实品质的植物生长调节剂已在多种果树上得以应用[7,8]，但有关其调控苹果果实品质的相关研究则报道较少。鉴于此，本研究拟采用不同浓度MeJA处理‘长富2号’苹果果实，测定分析果实的果皮色泽参数a*、色泽参数b*、总糖、总酸、可溶性糖、有机酸、叶绿素、总酚及可溶性蛋白含量的动态变化，探究外源茉莉酸甲酯对‘长富2号’果实品质的影响。

1 材料和方法

1.1 试验材料

试验材料为树龄12年的‘长富2号’苹果树，乔化栽培，常规管理，株行距4 m×5 m。于花后140 d选定15株长势较一致的植株，分别进行清水(对照)，5 mmol/L MeJA和 10 mmol/L MeJA水溶液(各处理均含Tween20)处理。处理方法：采用果面浸泡处理，使果面没于处理液中，浸泡2次，每次10 s，间隔3 h。每处理3株，单株小区，3次重复。分别于花后140 d、145 d、150 d、160 d、170 d进行采样测定。每株树冠外围随机摘取10个果实，每处理采果30个。采后立即带回实验室进行果皮色泽参数测定，每处理随机选5个果实，用CR-10色差计测定果实赤道处5个部位。果实皮肉分离置于-40 ℃冰箱中保存待用。

1.2 试验方法

1.2.1 果皮色泽参数测定

果皮色泽参数测定参照Mcguire[9]的方法利用CR-10色差计完成，在每个果实的果实赤道处随机取5个部位的进行测定，分析表色系统中的a*值和b*值。a*值和b*值(取值范围均为-60～+60)，a*为红绿色度值，数值为负时表示绿色；b*为黄蓝色度值，数值为负时表示蓝色。

1.2.2 果皮叶绿素含量测定

果皮叶绿素含量测定采用比色法完成。取不同处理果皮干冻粉各1 g，放入含5 ml 80%丙酮的离心管中，然后用80%丙酮定容至10 ml，浸提10～12 h。浸提液于12 000 rpm低温(4 ℃)离心20 min取上清液置于1 cm石英比色皿中。以提取(80%丙酮)做对照，利用紫外可见分光光度计，测定样品在663 nm和646 nm波长下的吸光值。

叶绿素总浓度计算公式：叶绿素=17.32A646+7.18A663。

1.2.3 果实内在品质测定

总糖和总酸含量的测定参考高俊凤的方法[10]完成。可溶性糖和有机酸含量测定参照刘玉莲等[3]的方法采用高效液相色谱仪(Waters1525)完成。总酚含量测定采用福林酚法[11]完成。可溶性蛋白质含量采用考马斯亮蓝G-250染色法[12]完成。

1.3 数据处理与分析

使用Microsoft Excel 2017和SPSS 20.0进行数据统计分析，采用邓肯式新复极差法(P<0.05)进行方差分析。

2 结果与分析

2.1 不同处理对果皮色泽参数的影响

由表1可以看出，各处理的a*值随着时间的推移逐渐增大，颜色由绿逐渐变红。140 d和145 d不同处理果实a*值无显著性差异，从150 d起MeJA处理果实a*值要显著高于对照，且10 mmol/L MeJA处理果实a*值高于5 mmol/L MeJA处理。170 d对照、5 mmol/L MeJA和10 mmol/L MeJA处理果实a*值分别较140 d的增加了5.6倍、6.8倍和7.3倍。

由表1可以看出，MeJA处理果实与对照b*值均呈先增后减的变化趋势。MeJA处理b*值峰值均在第9 d，且10 mmol/L MeJA处理高于5 mmol/L MeJA；对照果实b*值峰值出现在第12 d。10 mmol/L MeJA处理果实15 d的b*值显著高于5 mmol/L MeJA处理和对照，而5 mmol/L MeJA处理和对照之间差异不显著。

表1 不同处理果皮色泽参数a*值和b*值的变化

2.2 不同处理果实叶绿素含量的动态变化

由图1可以看出，对照与MeJA处理果实随着贮藏时间的增加，叶绿素含量均逐渐降低。前期不同处理果实叶绿素含量无明显差异，花后170d MeJA处理果实叶绿素含量显著低于对照，5 mmol/L和10 mmol/L MeJA处理比对照分别降低了13.9%和20.9%。这表明MeJA能够促进果实叶绿素的降解，有效降低叶绿素含量，且10 mmol/L MeJA处理效果更好。

图1 不同浓度MeJA处理后果皮叶绿素含量的变化

2.3 不同处理中果实总糖含量的动态变化

由图2可以看出，不同处理苹果果实总糖含量均呈上升趋势，但各处理间存在差异。除了140 d,5 mmol/L和10 mmol/L MeJA处理果实总糖含量要显著高于对照组，但二者间无显著性差异。170 d时对照、5 mmol/L MeJA和10 mmol/L MeJA处理果实总糖含量分别较140 d增加了41.8%，62.3%和68.9%。结果表明MeJA可有效促进苹果果实总糖的积累，且10 mmol/L MeJA处理增糖效果优于5 mmol/L MeJA。

图2 不同浓度MeJA处理后果实总糖含量变化

2.4 不同处理对苹果果实中可溶性糖含量的影响

2.4.1 不同处理苹果果实中蔗糖含量的动态变化

由图3可知，不同处理苹果果实的蔗糖含量随时间的变化均呈现持续升高趋势，但各处理间存在差异。170 d对照、5 mmol/L MeJA和10 mmol/L MeJA处理果实蔗糖含量较140 d分别增加了73.2%、113.3%和119.8%。145 d至170 d MeJA处理果实蔗糖含量均高于对照清水处理，170 d时差异最显著(P<0.05)，5 mmol/L和10 mmol/L MeJA处理果实蔗糖含量较对照分别增加了23.2%和26.9%。由图3还可以看出，5 mmol/L MeJA处理果实花后150 d和160 d蔗糖含量显著低于10 mmol/L MeJA处理。上述结果表明MeJA处理能够提高苹果果实的蔗糖含量。

图3 不同浓度MeJA果实处理后蔗糖含量变化

2.4.2 不同处理苹果果实中葡萄糖含量的变化

由图4可知，花后150 d至170 d，MeJA处理果实中葡萄糖含量均显著高于对照清水处理，表明MeJA能够提高苹果果实的葡萄糖含量。此外，不同处理浓度对果实葡萄糖合成与积累的调控亦存在差异。花后170 d时，10 mmol/L MeJA与5 mmol/L MeJA处理果实中葡萄糖含量存在显著性差异(P<0.05)，两个处理果实葡萄糖含量差异达9.51%。

图4 不同浓度MeJA处理后果实葡萄糖含量变化

2.4.3 不同处理苹果果实中果糖含量的变化

由图5可知，不同处理苹果果实成熟过程中果糖含量均呈上升趋势。170 d对照、5 mmol/L MeJA和10 mmol/L MeJA处理果实果糖含量分别较140 d增加了31.6%、44.7%和46.8%。花后150 d起，MeJA处理果实中果糖含量显著高于对照组果实。表明MeJA处理对于果实果糖的合成与积累有一定促进作用。140 d至170 d，不同浓度MeJA处理果实中果糖含量差异不显著(P<0.05)，表明果糖合成与积累可能对MeJA诱导浓度不敏感。

图5 不同浓度MeJA处理后果实果糖含量变化

2.5 不同处理果实总酸含量的动态变化

由图6可知，各处理果实总酸含量整体呈下降趋势，且处理间存在差异。5 mmol/L处理和对照组果实总酸含量差异不显著，降幅分别为26%和29%。10 mmol/L MeJA处理后的苹果果实总酸含量显著低于5 mmol/L和对照，降幅达39%。花后170 d，5 mmol/L和10 mmol/L MeJA处理的总酸含量显著低于对照，相较于对照分别降低了8%和16%。

图6 不同浓度MeJA处理后果实总酸含量的变化

2.6 不同处理对苹果果实中有机酸含量的影响

2.6.1 不同处理苹果果实中苹果酸含量的变化

由图7可知，随着果实的成熟，各处理果实中苹果酸含量均呈下降趋势。对照清水处理果实苹果酸含量降低较为平缓，而MeJA处理则呈先快后慢趋势，145 d至150 d降低较为明显。花后140 d至170 d，对照、5 mmol/L MeJA和10 mmol/L MeJA处理果实苹果酸含量分别降低了18.3%、55.3%和62.4%。由此可知，与对照相比，MeJA处理可显著促进苹果酸的降低。

图7 不同浓度MeJA处理后果实苹果酸含量变化

2.6.2 不同处理苹果果实中酒石酸含量的变化

由图8可知，不同处理果实中酒石酸含量均呈下降趋势，且各处理间存在差异。花后140 d至170 d，对照、5 mmol/L MeJA和10 mmol/L MeJA处理果实酒石酸含量分别降低了39.3%、55.5%和61.2%。花后150 d至160 d，MeJA处理果实中酒石酸含量显著(P<0.05)低于对照清水处理。花后170 d时，5 mmol/L和10 mmol/L MeJA处理果实中酒石酸含量较对照分别降低了26.8%和36.2%。结果表明MeJA处理能有效降低苹果果实中酒石酸的含量。

图8 不同浓度MeJA处理后果实酒石酸含量变化

2.6.3 不同处理苹果果实中草酸含量的变化

由图9可知，随着果实成熟，各处理苹果果实的草酸含量均呈下降趋势。花后140 d至170 d，对照、5 mmol/L MeJA和10 mmol/L MeJA处理果实草酸含量分别降低了42.5%、66.7%和91.7%。花后145 d至170 d，MeJA处理果实中草酸含量显著(P<0.05)低于对照。160 d时，5 mmol/L和10 mmol/L MeJA处理果实草酸含量比对照分别降低了53.8%和67.3%。此外，170 d时，不同浓度10 mmol/L MeJA处理果实草酸含量较5 mmol/L降低了75.14%，存在显著性差异。上述结果表明 MeJA处理能有效降低苹果成熟过程果实中草酸的含量，且不同浓度处理效果存在较大差异，10 mmol/L MeJA处理效果要优于5 mmol/L。

图9 不同浓度MeJA处理后果实草酸含量变化

2.6.4 不同处理苹果果实中柠檬酸含量的变化

由图10可知，各处理果实中柠檬酸的含量均呈下降趋势。花后140 d至170 d，对照、5 mmol/L MeJA和10 mmol/L MeJA处理果实中柠檬酸含量分别较140 d降低了20.6%、35.3%和47.3%。花后145 d始，10 mmol/L MeJA处理果实柠檬酸含量与对照和5 mmol/L MeJA处理存在显著性差异。170 d时，10 mmol/L MeJA处理果实中柠檬酸含量较对照和5 mmol/L MeJA处理分别降低了33.6%和18.6%。上述结果表明10 mmol/L MeJA处理效果优于5 mmol/L MeJA。

图10 不同浓度MeJA处理后果实柠檬酸含量变化

2.7 不同处理果实总酚含量的动态变化

由图11可知，各处理苹果果实总酚含量在贮藏过程中整体呈先升后降的变化趋势。MeJA处理果实总酚含量整体高于对照，且10 mmol/L MeJA处理果实总酚含量增加最为显著，花后150 d含量最高(0.03 mg/g)，较对照增加了29.6%。试验表明MeJA处理可有效提高‘烟富3号’苹果果实总酚含量，且10 mmol/L MeJA处理效果优于5 mmol/L MeJA。

图11 不同浓度MeJA处理后果实总酚含量的变化

2.8 不同处理果实可溶性蛋白含量的变化

由图12可知，处理时间的增加，果实中可溶性蛋白含量呈逐渐上升趋势。其中5 mmol/L MeJA处理效果最好，花后170 d可溶性蛋白含量达到最高(0.87 mg/g)，相比同时期对照组增加了10.5%；10 mmol/L MeJA处理的果实相较于对照差异不显著。结果表明适宜浓度MeJA处理可有效促进苹果果实可溶性蛋白含量的积累。

图12 不同浓度MeJA处理后果实可溶性蛋白含量的变化

3 结论与讨论

果实色泽、糖酸、总酚和可溶性蛋白等是苹果果实品质的重要评价指标。目前，外源生长调节剂作为调控果实品质的有效技术手段已被广泛运用于多种果树[13,14]。本研究发现MeJA处理可有效降低‘长富2号’苹果果实叶绿素的含量，贮藏15 d 5 mmol/L和10 mmol/L MeJA处理相比对照分别降低了13.9%和20.9%；MeJA处理可有效降低果皮色泽参数b*值，增加红绿色度值a*。这一结果与许建锋和孙晓文等人在苹果和葡萄上的研究结果较为一致[7,15]。研究结果进一步证实MeJA处理能够促进果实着色，提高外观品质。本研究发现不同浓度的MeJA处理可有效促进‘长富2号’苹果果实总糖、蔗糖、果糖和葡萄糖的合成与积累。而总酸、苹果酸、酒石酸、草酸、柠檬酸的含量则降低，这与肖永英和Shiow的结果较为一致[13,14]。此外，本研究还发现MeJA可促进苹果果实总酚的合成与积累，这在猕猴桃[8]中已得到验证。可溶性蛋白研究方面，本研究发现适宜浓度MeJA(5 mmol/L)处理的‘长富2号’苹果果实可溶性蛋白含量有所增加，这与黎晓茜[6]等在猕猴桃上的研究结果较为一致。上述结果表明适宜浓度的MeJA处理能有效改善果皮色泽；促进糖、总酚和可溶性蛋白的合成与积累，酸含量减少，提升果实品质，且处理效果以10 mmol/L MeJA更优。