不同砧木对马瑟兰葡萄酿酒品质的影响

户金鸽，白世践，潘绪兵，陈 光，赵荣华，蔡军社

(1.新疆维吾尔自治区葡萄瓜果研究所，新疆 鄯善 838200；2.吐鲁番楼兰酒庄股份有限公司，新疆 鄯善 838200)

马瑟兰(Marselan，M)原产于法国，由法国国家农业研究院于1961年用赤霞珠和歌海娜杂交培育而成的中晚熟红色酿酒葡萄品种[1]，名称来源于地中海沿岸小镇Marseillan。马瑟兰既有歌海娜的坚实结构及耐热性，又有赤霞珠的优雅及细致感[2]。长期以来，葡萄繁殖主要以扦插为主，扦插苗栽培后存在生长势弱、丰产性不稳定等现象，越来越多的生产者开始嫁接栽培。葡萄酒的品质与栽培环境、负载量、栽培模式、砧木等息息相关，还取决于酿酒葡萄浆果成分的平均值、浆果群体质量差异幅度的影响[3-4]。因此，有必要开展不同砧木间果穗和果粒性状及果皮花色苷组分和含量差异性的分析，进而提高酿酒葡萄原料的质量。关于砧木对酿酒葡萄浆果成分品质影响的研究从未间断，主要集中在植株生长、果实品质等方面。砧木能促进接穗节间粗度、节间长度、新梢长度和新梢粗度的生长[5-8]，但也有研究发现，贝达砧木减少植株生长量、降低主干粗度[6，9]。砧木在改善果皮品质方面也有着积极作用。砧木可以提高果粒质量、降低还原糖，增加可滴定酸含量[10]，提高次生代谢物质含量、花色苷单体组分及含量、花青素和多酚物质含量[11-15]，对于改善赤霞珠葡萄干红葡萄酒品质方面有重要作用。但是也有研究表明，砧木也可以降低可滴定酸和单宁含量，导致酿酒品质变差[9]。近年来，马瑟兰已成为我国葡萄酒界的“新星”，受到了广泛的关注。国内外关于马瑟兰特性的研究不断深入。高展等[5]、李敏敏等[15]、王婷等[16]开展了不同砧木对马瑟兰葡萄生长及果实品质的影响。邢婷婷等[17]、Shi等[18]和杨晓慧等[19]从马瑟兰中分别测出18，14种花色苷单体，前两者发现，二甲花翠素类花色苷含量较高，花青素类含量最低(0.65%)，后者未检测到花青素。而关于不同砧木对马瑟兰葡萄酿酒特性的研究报道较少，因此，开展不同砧木对马瑟兰葡萄酿酒特性影响的研究很有必要。

本研究于2020，2021年待果实成熟时，调查马瑟兰葡萄果实酿酒特性，并对2020年的马瑟兰葡萄果皮花色苷组分和含量进行测定，分析比较各性状间的差异，旨在为优质酿酒葡萄原料的选择提供参考。

1 材料和方法

1.1 试验材料

以2018年春季嫁接的酿酒葡萄马瑟兰(V.viniferaL.cv.Marselan，M)为试验材料，砧木分别为SO4(V.viniferaL.cv.SO4)、5BB(V.viniferaL.cv.5BB)、3309M(V.viniferaL.cv.3309M)和101-14(V.viniferaL.cv.101-14)，以扦插苗为对照(CK)，于2020年8月15日和2021年8月23日葡萄成熟时进行采收。

1.2 试验方法

1.2.1 果穗紧密度 根据葡萄种质资源描述规范和数据标准进行描述并赋值[20]，并计算果穗紧密度(Compactness index，CI)(果穗紧密度=果粒数/cm穗梗[21])。

1.2.2 果粒质量、果穗质量 留2 mm的果梗将果实剪下，用电子天平称取果粒质量，果粒质量和果梗质量之和为果穗质量。将同一果穗的种子取出，称量鲜质量后观察种皮颜色值，烘干至恒质量后称量干质量。

1.2.3 果皮颜色 随机选取10粒果实用色差仪测定果皮的L、a、b值，计算C值；选取20粒果粒去除果柄后观察种皮颜色并赋值[22]，计算加权平均值。赋值标准为：1-粉红色，浅红色；2-红色；3-深红色；4-黑红色。

1.2.4 种皮颜色 选取20粒果粒种子，观察种子背面和腹面颜色，根据标准赋值[22]，计算加权平均值。赋值标准为：1-绿色；2-棕绿色；3-灰褐色，无绿色痕迹；4-暗褐色。

1.2.5 果实可溶性固形物(Total soluble solids，TSS，用oBrix表示) 用手持测糖仪测定，总酸质量浓度用酸碱滴定法测定，结果用酒石酸表示[24]。

1.2.6 果皮类黄酮含量测定 葡萄果皮总类黄酮含量采用氯化铝比色法[25]测定。

1.2.7 果皮花色苷的定性定量 剥取一定质量的果皮，用锡纸包裹后迅速置于液氮中，然后放在-80 ℃的冰箱内保存，用LCMS/MS法测定花色苷的组分和含量。

样本前处理：①生物样品真空冷冻干燥；②利用球磨仪研磨(30 Hz，1.5 min)至粉末状；③称取50 mg粉末，溶解于500 μL提取液(50%的甲醇水溶液，含0.1%盐酸)中；④涡旋10 min，超声10 min，离心(转速12 000 r/min，30 min)，吸取上清，重复操作1次；⑤合并2次上清液，用微孔滤膜(孔径0.22 μm)过滤样品，并保存于进样瓶中，用于LCMS/MS分析。

色谱质谱采集条件：液相条件主要包括①色谱柱：ACQUITY BEH C18 1.7 μm，2.1 mm×100.0 mm；②流动性：A相为超纯水(加入0.1%的甲酸)，B相为甲醇(加入0.1%的甲酸)；③洗脱梯度：0 min B相比例为5%，6 min增至50%，12 min增至95%，保持2 min，14 min降至5%，并平衡2 min；④流速0.35 mL/min，柱温40 ℃，进样量2 μL。

质谱条件主要包括：电喷雾离子源(Electospray Ionization，ESI)温度550 ℃，正离子模式下质谱电压5 500 V，气帘气(Curtain Gas，CUR)35 psi。在Q-Trap 6500+中，每个离子对是根据优化的去簇电压(Declustering Potential，DP)和碰撞能(Collision Energy，CE)进行扫描检测。

1.3 数据处理

用Excel 2003进行数据的计算与分析，采用SPSS 16.0进行差异性分析；利用软件Analyst 1.6.3处理质谱数据，横坐标为检测的保留时间(Time，min)，纵坐标为离子检测的粒子流强度(Intensity，cps)。

2 结果与分析

2.1 不同砧穗组合果穗间差异

对照、M/SO4、M/5BB和M/3309M果穗呈圆柱形，M/101-14果穗呈圆锥形。M/SO4和M/5BB组合果穗紧密度高于对照，果穗表现为极紧，M/3309M和M/101-14组合果穗紧密度低于对照，M/3309M果穗表现为紧，M/101-14果穗紧密度适中。M/3309M和M/101-14果粒没有出现萎蔫，M/SO4萎蔫果粒数2粒，高于对照(1粒)，M/5BB萎蔫果粒数7粒，极显著高于对照(P<0.01)。M/SO4果穗质量最大为247.78 g，其次依次是M/3309M(240.96 g)、M/5BB(202.69 g)、M/101-14(154.97 g)，均极显著高于对照，果粒数分别是224，239，203，167，203粒，穗质量与果粒数呈线性正相关(Y=1.42X-98.14)，与果穗紧密度无显著相关性；种子数量最多的是M/3309M(517粒)，其次依次是M/SO4(482粒)、M/5BB(457粒)、M/101-14(341粒)，种子数量多于对照(332粒)，M/3309M、M/SO4和M/5BB的种子数量极显著高于对照，M/101-14的种子数量和对照无显著差异。种子鲜质量分别为M/SO4(15.10 g)、M/3309M(14.77 g)、M/5BB(13.34 g)、M/101-14(9.75 g)，种子失重率分别为24.64%，27.15%，26.16%，24.10%，果粒数和种子数呈线性正相关(Y=0.41X+28.38)，种子鲜质量和种子失重率呈线性正相关(Y=30.26X+48.46)，说明果穗越紧密，种子含水量越高(2020年，表1，2)。

M/3309M果穗质量最大为185.50 g，其次依次是对照(162.97 g)、M/5BB(138.74 g)、M/101-14(132.94 g)、M/SO4(127.57 g)，M/3309M果穗质量极显著高于对照，其他3个组合果穗质量均极显著低于对照，果粒数分别是191，190，147，156，128粒，穗质量与果粒数呈线性正相关(Y=0.80X+19.92)；种子数最多的是M/3309M(430粒)，其次依次是M/101-14(371粒)、对照(365粒)、M/5BB(357粒)、M/SO4(331粒)，M/3309M的种子数和对照差异极显著(P<0.01)，M/SO4的种子数极显著低于对照(P<0.01)，种子鲜质量分别是M/3309M(14.12 g)、M/101-14(10.44 g)、对照(12.30 g)、M/5BB(12.40 g)、M/SO4(10.04 g)，种子失重率分别为37.11%，25.86%，25.93%，28.06%，28.59%，M/SO4、M/5BB和M/3309M的种子失重率极显著高于对照，果粒数和种子数呈线性正相关(Y=0.59X-53.38)，种子鲜质量和种子失重率呈线性正相关(Y=17.94X+158.02)。2021年的果穗紧密度指数较2020年有所下降(M/3309M和M/101-14除外)，果穗质量(对照除外)、果粒萎蔫度(M/101-14除外)较2020年均有所下降，2020，2021年M/3309M的果穗质量均保持较高质量，相应的种子数也较多。2021年各砧穗组合的种子失重率相应地高于2020年，这可能和采收时田间持水量有关。2021年对照果穗质量(162.97 g)大于2020年(133.95 g)，而果粒数量(190粒)却低于2020年(203粒)，显而易见，对照的果粒质量在增加，比2020年增加了31.69%(2021年，表1，2)。

对照的果粒质量大多分布在0.51～0.75 g，占总穗的62.56%，极显著高于其他组合(P<0.01)，0.76～1.00 g的占21.67%，果粒质量均没有大于1.01 g，最大果粒质量是最小果粒的6.60倍(2020年)；和2020年相比，2021年对照的果粒大多分布在0.76～1.00 g，占总穗的52.88%，平均粒质量0.83 g，高于2020年(0.63 g)，大于1.01 g的占总果粒的17.28%，最大果粒是最小果粒的5.00倍，可见，2021年果粒偏大，果粒间的差异较小(图1)。

2020年，M/SO4、M/5BB和M/3309M的果粒质量大多分布于1.01～1.25 g，分别占总果穗的44.64%，41.48%，43.10%，最大果粒质量分别是最小果粒的8.11，3.67，2.33倍，其中M/3309M果粒质量均大于0.50 g，而M/101-14果粒质量大多分布在0.76～1.00 g，占总果穗的46.11%，最大果粒质量是最小果粒的3.62倍(表1，2、图1)。2021年M/5BB、M/3309M和M/101-14的果粒质量大多分布在0.76～1.00 g，分别占总果穗的39.46%，40.84%，51.30%，最大果粒质量分别是最小果粒的5.49，3.81，3.29倍，M/SO4果粒质量大多分布在1.01～1.25 g，占总果穗的42.86%，最大果粒质量是最小果粒的2.69倍(表1，2，图2)。由此可见，M/SO4和M/101-14组合的果粒质量相对比较稳定，而不同年份M/5BB和M/3309M组合果粒质量变化较大。

表1 不同砧穗组合穗质量、紧密度、果粒数、种子数、种子质量和萎蔫果粒数Tab.1 Bunch weight，compactness，berry number，seed number，seed weight and No.of shriveling berry

表2 部分指标间的线性回归方程Tab.2 Equation of linear regression among some indicators

不同小写字母表示在5%水平上的显著差异；不同大写字母表示在1%水平上的极显著差异。图2同。

图2 2021年不同砧穗组合果粒质量分布频次Fig.2 Weight distribution frequency of fruit grains in different combinations of stock and spike in 2021

2.2 不同砧穗组合果粒间差异

2020年，M/SO4、M/5BB、M/3309M和M/101-14平均果粒质量依次是1.09，0.98，0.98，0.91 g，均高于对照，分别比对照提高了72.38%，54.69%，155.90%，44.35%，2021年平均果粒质量依次是0.97，0.92，0.94，0.83 g，分别比对照提高了16.92%，10.75%，13.30%，M/101-14和对照平均果粒质量一样。M/SO4、M/5BB、M/3309M和M/101-14最大果粒质量依次是1.54，1.65，1.42，1.70 g，最小果粒质量依次是0.19，0.45，0.61，0.47 g，果粒质量变异系数依次是0.19，0.19，0.18，0.19，不同砧穗组合果粒变异系数低于对照(2020年)。2021年，M/SO4、M/5BB、M/3309M和M/101-14最大果粒质量依次是1.32，1.35，1.37，1.35 g，最小果粒质量分别是0.49，0.25，0.36，0.41 g，果粒变异系数同样低于对照。2021年对照的平均果粒质量大于2020年，M/SO4的果粒质量明显下降；2021年砧穗组合的最大果粒质量明显低于2020年，但对照的最大果粒质量高于2020年，除M/SO4组合外，最小果粒质量也较2020年有所下降(表3)。

M/SO4、M/5BB、M/3309M和M/101-14平均可溶性固形物依次是24.94%，25.58%，24.94%，22.61%，除M/5BB组合高于对照外，其他组合略低于对照，可溶性固形物最大值分别是26.00%，27.80%，26.20%，24.20%，可溶性固形物最小值依次是23.60%，24.00%，24.00%，15.40%，可溶性固形物变异系数依次是0.03，0.04，0.03，0.09，M/101-14组合果粒可溶性固形物变异系数高于对照，其他组合的低于对照；平均种子鲜质量和干质量之间无显著差异(2020年，表3)。M/SO4、M/5BB、M/3309M和M/101-14平均可溶性固形物依次是25.45%，24.90%，25.48%，25.47%，均低于对照(26.20%)，分别比对照降低了0.75，1.30，0.72，0.73百分点，变异系数分别是0.03，0.04，0.02，0.01，均低于对照(M/5BB除外)(2021年，表3)。可见砧木可降低马瑟兰葡萄的可溶性固形物。

表3 不同砧穗组合果粒质量、可溶性固形物、种子质量Tab.3 Berry weight，soluble solid and seed weight of different rootstock-scion

和2020年相比，CK、M/SO4、M/5BB、M/3309M和M/101-14M/的L值略有下降，a值(除M/SO4略低于对照)增加，b值和C值(除M/101-14)增大，CIRG减小(M/5BB除外)。2 a的果皮颜色值、种子颜色(M/SO4除外)变化不大，2021年果皮颜色值相对较低，可见M/SO4较其他组合成熟度差(表4)。

马瑟兰经不同砧木嫁接后，果粒纵横径有不同程度增大，纵径增加程度大于横径，致使果实形状由略扁圆变成近圆形，并提高了果实的总酸质量浓度，M/SO4、M/5BB、M/3309M和M/101-14分别比对照提高了13.79%，24.14%，13.79%，27.59%，M/5BB和M/101-14与对照存在极显著差异(P<0.01)(2020年，表4)。2021年，果粒纵径和横径略高于对照，果粒纵径和对照均无显著差异，M/SO4和M/3309M极显著提高了果粒横径(P<0.01)，分别比对照提高了7.11%，4.51%，M/5BB的果形指数略高于对照，但无显著差异，M/SO4极显著降低了果形指数(P<0.01)，比对照降低了10.63%。M/SO4、M/5BB、M/3309M和M/101-14的总酸分别比对照提高了11.11%，24.44%，4.44%，4.44%，均和对照间无极显著差异。4个砧木均极显著降低了类黄酮含量，M/3309M降低幅度最大，比对照降低了33.09%(2020年，表4)。

2.3 不同砧穗组合果皮花色苷含量差异

马瑟兰葡萄果皮花色苷种类中二甲花翠素含量最高，约占总花色苷含量的50%，其次是花翠素，约占总花色苷30%，再者是甲基花翠素，约占10%左右，花葵素含量最少(约0.05%)，此外，葡萄果皮中还含有一定量的原花青素(表5)。

M/5BB、M/3309M和M/101-14上调了二甲花翠素含量，分别比对照增加了17.07%，7.89%，10.39%，M/5BB、M/101-14和对照存在显著差异(P<0.05)，M/3309M和对照无差异，M/SO4显著下调了二甲花翠素含量(P<0.05)，比对照降低了10.76%。M/5BB极显著上调了花翠素含量(P<0.01)，比对照提高了41.02%，M/101-14虽然上调了花翠素含量，但和对照无显著差异，M/SO4下调了花翠素含量，但和对照无显著差异。M/5BB和M/101-14极显著上调了甲基花翠素含量，分别比对照增加了30.52%，16.65%，M/SO4和M/3309M虽然下调了甲基花翠素含量，但与对照无显著差异。M/5BB和M/101-14上调了甲基花青素含量，M/SO4和M/3309M下调了甲基花青素含量，均和对照无显著差异。M/5BB极显著上调了花青素含量，比对照增加了54.41%，M/SO4、M/3309M和M/101-14或上调或下调了花青素含量，但与对照均无显著差异。M/5BB、M/3309M和M/101-14的总花色苷含量均高于对照，分别比对照提高了26.62%，2.76%，12.63%，M/SO4组合的花色苷含量低于对照，比对照降低了11.87%(表5)。

表4 不同砧穗组合果皮颜色、种子颜色、果粒纵横径Tab.4 Berry skin color，seed coat color，length and width of different rootstock-scion

表5 不同砧穗组合花色苷组分及含量(2020年)Tab.5 Component and content of anthocyanins of different rootstock-scion mg/g

3 结论与讨论

3.1 酿酒品质

为保障试验的一致性，本研究中2020，2021年均采取“厂形”栽培，2 a的栽植密度和栽培措施均保持一致。2021年的砧穗组合的果穗紧密度、果穗质量较2020年有所下降，果粒数、种子数和萎蔫果粒数相应减少，但对照果穗质量较2020年有所增加，可见，2021年对照的平均果粒质量较2020年有所增加。造成2021年果穗质量下降的原因可能和坐果率有关，而坐果率又和花前的环境息息相关。Pagay等[26]研究发现，年份显著影响了品丽珠穗质量，本试验通过连续2 a调查发现，2021年的果穗紧密度较2020年下降。果穗紧密度过紧，会使内部果实得不到充足的光照进而影响果皮着色和种子成熟。2021年对照和M/101-14的果实和种子成熟度较好，M/SO4、M/5BB和M/3309M的果实和种子成熟度较2021年有轻微下降，2021年比2020年推迟采收7 d左右，引起2021年果实和种子成熟推迟的原因与气候环境有很大的关系。红葡萄酒的收敛性和苦味依赖于单宁，而单宁主要来源于种子[27]。马瑟兰葡萄嫁接后，平均种子数较对照增加，种子数量的增多有助于提高酒中单宁的含量。

有研究表明，赤霞珠以中等大小果粒(0.76～1.50 g)的酿酒品质最好[28]。本研究发现，2020年M/SO4、M/5BB和M/3309M的果粒质量大多集中在1.01～1.25 g，2021年，M/5BB、M/3309M和M/101-14的果粒质量大多分布在0.76 ～1.00 g，2 a的M/101-14果粒质量大多分布在0.76～1.00 g，可见，2020年M/SO4、M/5BB和M/3309M的果粒质量较2021年大。

通过对果穗果粒质量的测定发现，4个组合的平均果粒质量、最大果粒质量均下降，最小果粒质量有小幅度增加，但2 a的果粒变异系数变化不大。一般来说，单位体积上小果粒的表面积较大，果皮中的内含物和种子质量相应地就较多，而大果粒果肉多，对果皮中溶质的稀释作用更强[29]。马瑟兰的亲本之一是赤霞珠，据往年调查发现，在吐鲁番地区，马瑟兰的果粒质量明显大于赤霞珠，但总体上说果粒质量小于1.50 g，因此在极端干旱的吐鲁番地区可暂不考虑马瑟兰果粒质量对酒质的影响。

对于酿酒葡萄而言，适宜的糖酸含量是葡萄与葡萄酒品质构成的基础，与酒质有很大的关系。糖度过高使酒精度偏高，酸度过低使葡萄酒颜色黯淡无光[30]。经调查，2020年M/5BB的可溶性固形物高于对照，其他3个组合的可溶性固形物低于对照，2021年4个砧穗组合的可溶性固形物均低于对照；2020，2021年果实的总酸质量浓度均高于对照，2 a M/5BB组合的总酸质量浓度均保持较高水平，可初步推测砧木SO4、5BB、3309M和101-14可降低可溶性固形物而提高总酸质量浓度，与张彪[9]、孙磊等[31]、沈碧薇等[6]的研究结果一致，与Cui等[32]和黄家珍[33]研究结果不一致。

3.2 花色苷组分和含量

葡萄果实花色苷主要存在于靠近表皮的3～4层细胞的液泡里，在其表皮细胞的细胞质中合成，然后运输至细胞液中积累，果肉和葡萄籽处略有分布[34]。花色苷是酒中的关键呈色物质[35]。葡萄中的花色素主要有花翠素、花青素、甲基花翠素、甲基花青素、二甲花翠素5种[36]。花色苷组分和含量的差异，使葡萄果实呈现不同的颜色，花翠素使植物组织呈现橙红色、花青素呈现橙红色、甲基花翠素呈现蓝红色、甲基花青素呈现橙红色、二甲花翠素呈现蓝红色、花葵素呈现橙红色[37-38]。果皮中花色苷种类和含量对浆果及所酿葡萄酒的色泽、口感及营养价值等具有重要作用[39]，决定葡萄与葡萄酒的市场价值[40-41]。

本试验选取4种砧木嫁接马瑟兰葡萄，用LCMS/MS方法测定果实成熟时果皮中花色苷的组分和含量。结果发现，马瑟兰葡萄果皮花色苷种类中二甲花翠素含量最高，约占总花色苷含量的50%，与刘笑宏等[42]、孙磊等[31]研究结果相同。但有学者认为，欧亚种葡萄中不含有花葵素衍生物[43]，本研究发现，马瑟兰葡萄果皮还有少量的花葵素，其含量较低，约占总花色苷含量的0.05%，孙磊等[31]也发现欧亚种葡萄中花葵素类含量极少。马瑟兰葡萄果皮中，二甲花翠素含量>花翠素>甲基花翠素，与研究报道一致[44-45]，也有文献报道，矮牵牛-3-葡萄糖苷是由飞燕草-3-葡萄糖苷转化而来，其又是锦葵-3-葡萄糖苷的前提物质，本研究与前人研究[46]相同但又不完全相同。甲基花青素含量>花青素含量，在6类花色苷物质种，花青素含量相对较低，一些学者认为，这是因为它是其他花色苷合成的前提物质[47]。

此外本试验还发现，砧木5BB分别上调了花翠素、二甲花翠素、甲基花青素、甲基花翠素、花青素和花葵素和总花色苷含量，其中花翠素、二甲花翠素、甲基花翠素、花青素、花葵素、总花色苷含量均和对照存在极显著差异；砧木101-14也上调了6类花色苷和总花色苷含量，仅甲基花翠素和对照存在极显著差异；3309M上调了二甲花翠素和总花色苷含量，下调了花翠素、甲基花青素、甲基花翠素、花青素含量，均和对照无差异，3309M极显著下调了花葵素含量，比对照降低了98.08%。这些结论与李敏敏等[14]、高展等[5]、王婷等[16]研究结果相同，和程建徽等[48]的部分研究结果相同。砧木SO4下调了6类花色苷和总花色苷含量，二甲花翠素、花葵素含量和对照存在显著差异，与李超等[7]、李敏敏等[15]的研究结果一致。而程建徽等[48]研究认为，SO4组合的花色苷含量高于自根苗，高展等[5]研究也发现，SO4可以提高马瑟兰葡萄果皮花色苷含量，但与对照无差异性。

马瑟兰嫁接后，4个砧穗组合果粒质量略有增加，果粒变异系数小于对照，可溶性固形物较对照略有下降，但总酸质量浓度有不同程度增加。经LCMS/MS法共检测到六大类花色苷，其中二甲花翠素含量最高，花葵素含量最低，5BB、3309M和101-14的果皮花色苷含量较对照有所增加，其中M/5BB砧穗组合的花色苷含量极显著高于对照，比对照增加了26.62%，M/SO4的花色苷含量较对照降低了11.87%，但和对照间无显著差异。