低剂量60Co-γ射线辐照花粉对“贵长”猕猴桃果实的影响

雷霁卿，浦 俭，罗俭俭，曹 森，吉 宁，王 瑞

(贵阳学院食品与制药工程学院，贵阳，550005)

猕猴桃原产于中国，因其独特的风味和营养特性而在世界范围内广受欢迎[1-2]。据中国园艺学会猕猴桃分会于2020年3月统计，我国猕猴桃实际种植面积已超过29万hm2[3]，然而，自2010年以来，我国猕猴桃产区细菌性溃疡病的暴发已严重影响了猕猴桃生产并造成大量经济损失[4]。国内外比较认同猕猴桃溃疡病病原菌为丁香假单胞菌猕猴桃致病变种[5-6](Pseudomonassyringaepv.actinidiae，Psa，)，研究认为，使用携带Psa的猕猴桃花粉进行授粉是导致猕猴桃溃疡病传播的原因之一[7-8]。为此，国内外研究报道了采用光动力疗法[9]、热处理法[10]以及ClO2溶液处理[11]猕猴桃花粉，以杀灭花粉携带的Psa，阻断花粉传播溃疡病的途径；论文作者也于2017年公开了采用低剂量60Co-γ射线辐照花粉杀灭花粉携带Psa的方法，采用600～900 Gy低剂量60Co-γ射线辐照花粉可杀灭猕猴桃花粉携带溃疡病致病菌丁香假单胞菌，同时保持花粉活性及授粉着果率[12]。然而，去除Psa花粉是否影响猕猴桃果实品质是关系到去除Psa花粉能否在实际生产中应用的关键问题。因此，研究以市售猕猴桃商品花粉为材料，采用不同低剂量60Co-γ射线对花粉进行辐照处理，在贵州省修文县开展田间试验，以进一步了解低剂量60Co-γ射线辐照花粉对猕猴桃果实生长发育、果实品质及果实耐贮性的影响，以期为辐照去除Psa花粉的实际生产应用提供参考。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

猕猴桃花粉：陕西佰瑞猕猴桃研究院有限公司生产的商用花粉(规格：10 g/瓶，生产日期：2019年4月1日、2020年4月1日)；外径数显千分尺；分析天平；TA.XT.Plus质构仪：英国SMS公司；TGL-16A台式高速冷冻离心机：长沙平凡仪器仪表有限公司；pHS-25型数显酸度计：上海虹益仪器仪表有限公司；PAL-1型迷你数显折射计：日本ATAGO；PBI Dansensor 残氧仪：丹麦丹圣公司；GC-14气相色谱仪：日本岛津有限公司。

1.2 试验方法

1.2.1 猕猴桃花粉辐照及授粉 2019、2020年4月购买商品花粉并委托贵州金农辐照有限公司采用低剂量60Co-γ射线(900、600 Gy)对商品花粉进行辐照处理(试验设计见表1)，辐照后于-20 ℃冷藏待用；2019、2020年5月，于贵州省修文县贵州安健果业有限公司“贵长”猕猴桃种植基地选取健康、生长旺盛、采光充足、无病害、树势相近的5年生“贵长”猕猴桃果树24株进行授粉试验，每个试验组8株树。

表1 辐照花粉授粉方案设计

1.2.2 辐照花粉着果率、畸形果率统计及果实采收后处理 2019、2020 年5月授粉时统计授粉花朵数量，授粉完成30 d后，统计着果数量，计算着果率，计算公式为：着果率=(着果数/授粉花朵数)×100%；2019、2020年10月于贵州省修文县贵州安健果业有限公司猕猴桃种植基地，采摘试验组及对照组猕猴桃果实，采摘时记录畸形果数量，计算畸形果率，畸形果率=(畸形果数/着果数)×100%；采摘后立刻运回贵州省果品加工工程技术研究中心果蔬贮藏与保鲜研究室，采摘2 d内对果实进行采摘期各项指标测定，25 ℃存放10 d后进行后熟期各项指标测定[13]。

1.2.3 果形指数测定 使用数显千分尺从3个方向分别测定果实纵径、横径，计算果形指数，计算公式为：果形指数=纵径/横径；果形指数小于1.2记为畸形果[14]。

1.2.4 果实单果质量、种子数、种子质量的统计 采摘当天称取所有果实单果质量；每试验组随机选取10个果实室温放至软化，去皮、芯，置于滤网中搓揉、洗净，取出种子，混合置于烘箱中30 ℃烘干3 h，称取种子质量并计数[11]。

1.2.5 可溶性固形物含量测定 每试验组随机选取10只猕猴桃果实，组织捣碎机匀浆捣碎，取50 mL匀浆，25 ℃、10 000 r·min-1离心10 min，取上清液，采用迷你数显折射仪测定。

1.2.6 硬度测定 采用质构仪测定猕猴桃硬度。将猕猴桃去皮横向放置，采用P/2N探头穿刺测试，穿刺参数设置如下：穿刺深度10 mm，测前速度2 mm/s，测中速度2 mm/s，测后速度5 mm/s，触发力5.0 g；每试验组随机选取30个果实，每果实重复测定15次，单位为g[15]。

1.2.7 呼吸强度测定 采用静置法测定。试验组随机取30个猕猴桃果实放置于容器中密闭 3 h，经残氧仪测定O2及CO2。计算公式为：X=(V×N×1.894×1 000)/(m×t),式中：X为呼吸强度(mgCO2·kg-1·h-1)；N 为CO2体积分数(%)；V为容器体积(干燥器体积-果实体积，L)；m为样品质量(kg)；t为放置时间(h)；1.894 g/L 为常压下二氧化碳的密度[16]。

1.2.8 乙烯生成速率测定 采用气相色谱仪程序升温法，每试验组随机选取10只猕猴桃果实置于干燥器中，密封 3 h后取10 mL进行测定[16]。具体如下，色谱柱：Agilent，DB-5(30 m×0.25 mm×0.25 μm)；检测器：FID，230 ℃；进样口：120 ℃；升温程序：80 ℃保持2 min后，6 ℃·min-1升温至230 ℃，保持1 min；载气：N2，24 mL·min-1；尾吹气：N2，30 mL·min-1。

1.2.9 可溶性固形物含量测定 每试验组随机选取30只猕猴桃果实，组织捣碎机匀浆捣碎，取50 mL匀浆，25 ℃、10 000 r·min-1离心10 min，使用PAL-1迷你数显折射仪测定上清液可溶性固形物含量[16]。

1.2.10 可滴定酸含量测定 每试验组随机选取30个猕猴桃果实，组织捣碎机匀浆捣碎，取50 mL匀浆，25 ℃、10 000 r·min-1离心10 min，取上清液，参照GB/T12456-2008测定可滴定酸含量[16]。

1.2.11 维生素C含量测定 维生素C含量参照钼蓝比色法测定[17]，计算公式为：维生素C含量=(C×V1×100)/(W×V2),式中：C：样液中维生素C含量，单位为mg·(100 g)-1；V1：样液定容总体积(mL)；V2：样液体积(mL)；W：样品质量(g)。

1.2.12 干物质含量测定 每试验组随机取10个果实，果实中部位置横切约3 mm厚薄片，放置于60 ℃恒温干燥箱中烘干约24 h至恒重，干质量与鲜质量的比值即为果实干物质含量[18]。

1.3 数据分析

试验数据使用IBM SPSS statistics 22软件进行统计学分析，选用新复极差法进行多重比较。

2 结果与分析

2.1 对猕猴桃果实生长发育的影响

由表2及图1可知，G6(600 Gy)辐照花粉授粉后，着果率、畸形果率、果形指数、单果质量、单果种子数以及单粒种子质量与未辐照花粉授粉试验组(CK)相比均没有显著差异。600 Gy辐照剂量辐照花粉对猕猴桃果实生长发育无显著影响。

G9：900 Gy辐照剂量；G6：600 Gy辐照剂量；CK：空白对照

表2 辐照花粉授粉对猕猴桃果实商品性的影响

由表2 可知，900 Gy(G9)辐照花粉授粉后，猕猴桃着果率显著降低(76.202 1±15.087 3)%，畸形果率显著增高(0.012 2±0.019 1)%，猕猴桃果实单果质量及单果种子数均明显减少，果形指数与对照组差异明显，果实纵径横径比缩小，果实形态发生改变；单粒种子质量则发生显著改变。900 Gy剂量60Co-γ射线辐照花粉授粉后，猕猴桃果实生长发育受影响。

2.2 对猕猴桃果实品质的影响

干物质、可溶性固形物、可滴定酸直接体现果实口感[18]，维生素C是猕猴桃最主要的营养物质[19]。由表3可知，G6处理的猕猴桃果实采摘期干物质、可溶性固形物、可滴定酸，成熟期干物质、可溶性固形物，可滴定酸及维生素C含量与对照组相比均无显著差异；G9处理的猕猴桃果实采摘期及成熟期果实干物质、可溶性固形物、可滴定酸及维生素C与对照相比均显著减少。900 Gy辐照花粉授粉降低了“贵长”猕猴桃果实品质，600 Gy辐照花粉授粉对猕猴桃果实品质无影响。

表3 辐照花粉授粉对猕猴桃果实品质的影响

2.3 对猕猴桃果实耐贮性的影响

由表4可知，采摘后立即测定不同处理组果皮硬度显示，不同处理组猕猴桃果皮硬度无统计学差异，然而在猕猴桃果实采摘当天，不同处理组乙烯生成速率已出现明显差别，CKG6>G9，与乙烯生成速率、呼吸速率测定结果相符。试验结果表明，辐照花粉授粉的猕猴桃果实耐贮性下降，下降程度与辐照剂量有关。

表4 辐照花粉授粉对猕猴桃果实耐贮性的影响

3 讨论

国外研究人员报道了光动力疗法及热处理法对猕猴桃花粉携带Psa具有良好的杀灭效果，但上述方法处理后对猕猴桃果实生长发育、果实品质及耐贮性的影响尚不可知[9-10]；曹凡报道使用ClO2溶液处理45 min

后花粉中Psa的杀菌率为99.7%，使用该处理花粉授粉后“海沃德”猕猴桃着果率下降12%、总产量下降5.6%、单果质量下降6%、种子数下降1.2%[11]。本研究采用不同低剂量60Co-γ射线进行花粉辐照处理后授粉，与对照组相比：900 Gy辐照处理使畸形果率升高，着果率、单果质量、单果种子数下降，但600 Gy辐照处理后果实生长发育未受影响。

大量辐照花粉诱导育种无籽水果的研究报道了辐照花粉对果实品质的影响，研究认为，辐照花粉对果实品质的影响存在剂量依赖性，但不同品种、不同物种之间对辐照剂量敏感性存在差异。Almudena利用伽马射线辐照花粉生产无核柑桔的研究显示，不同辐照剂量诱导生产无核柑桔，其果实品质和营养生物成分受到不同程度的影响[20]；春永强使用1 000 Gy的60Co-γ射线对遂川金柑花粉进行辐照处理，处理后遂川金柑果实可滴定酸含量、总糖含量、维生素C含量和可溶性固形物含量与CK差异不显著[11]；本研究600 Gy剂量60Co-γ射线辐照处理后采摘期及后熟期果实品质与对照组无显著差异，900 Gy剂量60Co-γ射线辐照处理后采摘期及后熟期果实干物质、可溶性固形物、可滴定酸及维生素C含量均显著减少。

可溶性固形物主要由可溶性糖、可溶性果胶、有机酸、氨基酸和抗坏血酸组成，一直以来可溶性固形物含量被用作“海沃德”及其他绿肉猕猴桃收获时的收获指数[21]。研究指出，采摘期可溶性固形物含量低于6.2%的猕猴桃果实在0 ℃下贮存3个月后果肉会发生分解，而收获时可溶性固形物含量高于6.2%的猕猴桃果实在适宜贮存环境下可贮存6个月才发生果肉分解[18]。本文G9处理猕猴桃果实采摘期可溶性固形物(5.689 3±0.251 8)%，预示其商品贮存时间将会缩短；另一方面，成熟期干物质、可溶性固形物及可滴定酸含量决定果实口感及消费者接受度[22]，G9处理的猕猴桃果实以上指标均较对照组显著降低，提示900 Gy辐照剂量改变了“贵长”猕猴桃果实口感，改变了“贵长”猕猴桃特有的品种特征，可能会导致消费者的接受度降低。

目前研究认为，花粉辐照处理后育性降低导致种子败育，果实内源性生长激素的平衡受到影响，从而导致果实生长发育受影响[23]。大量辐照花粉授粉获得无籽果实的试验表明，辐照花粉诱导无籽果实会导致单果质量及种子数均低于对照组，无籽果肉的(IAA+GA3+ZR)/ABA 比值高于有籽果肉，在无籽果实中观察到早期胚乳退化[24]。前期研究表明，不同辐照剂量处理猕猴桃商品花粉，花粉活力降低，对照组花粉活力为57.2%时，900 Gy辐照花粉活力为19.8%，600 Gy辐照花粉为27.3%[12]。猕猴桃果实干物质、可溶性固形物、可滴定酸及维生素C含量的改变或许与辐照花粉活力降低导致授粉后败育有关，研究中果实生长发育与辐照致花粉败育及果实生理代谢的关系，未来可采用辐照辅助赤霉素等果实内源性生长激素使用进一步明确。

目前国内外尚未见辐照花粉对果实耐贮性影响的报道，本研究结果表明，不同剂量60Co-γ射线辐照花粉对猕猴桃果实耐贮性存在影响，与对照组相比，辐照处理花粉组的果实乙烯生成速率、呼吸速率均增加(CKG6>G9)，果实衰老加速、耐贮性降低，下降程度与辐照剂量相关。

4 结论

研究结果表明，与对照组相比，600 Gy辐照花粉授粉对猕猴桃果实生长发育、果实品质没有显著影响，可应用于实际生产，但600 Gy加速果实衰老，对猕猴桃贮存期及货架期的影响有待进一步研究；900 Gy辐照花粉授粉使猕猴桃果实生长发育改变、果实品质及果实耐贮性下降，不可应用于实际生产；辐照花粉对“贵长”猕猴桃果实的影响与剂量大小密切相关。研究结果为应用低剂量60Co-γ射线辐照杀灭“贵长”猕猴桃花粉携带Psa技术提供了理论依据。