外源激素对‘赤霞珠’葡萄果实品质的影响

沈甜，许泽华，牛锐敏，黄小晶，陈卫平

（宁夏农林科学院园艺研究所，宁夏银川 750002）

在植物生长和发育的各个阶段，任何一种生理效应都是各种植物激素相互作用的结果[1-2]。植物激素通过合成、代谢（失活）、转运、响应和转导来调节果实的生长发育过程，其中脱落酸、茉莉酸甲酯、吲哚乙酸和水杨酸等可调控葡萄浆果的成熟。研究发现，脱落酸是触发葡萄果实成熟过程的主要信号，外源脱落酸处理可促进果实内源脱落酸合成，提高果实品质，缩短成熟期[3]。外源水杨酸处理可能通过抑制果实组织中乙烯的合成延缓苹果、梨、桃、香蕉和猕猴桃等果实的成熟衰老[4]；茉莉酸甲酯可以延缓植物果实成熟过程，影响植物次级代谢的积累[5]。

近年来，对葡萄喷施外源激素以提高果实品质的报道甚多，如喷施茉莉酸甲酯有利于果皮中类黄酮、总花色苷等酚类化合物的积累[6-10]，改善了葡萄果实品质；喷施水杨酸不同程度诱导总酚、黄烷醇类多酚和黄烷-3-醇[11]、类黄酮和白藜芦醇的积累[12-14]，而在葡萄上喷施吲哚乙酸的研究鲜见报道。

贺兰山东麓金山产区因其独特的地理环境，土壤富含砾石，地面辐射反照增强，致使果际温度增高，造成果实干瘪发皱，成熟期提前。本研究通过喷施外源激素及其组合，比较不同处理的果实品质差异，以期为该地区酿酒葡萄果实品质的提升提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验地位于银川市西夏区金山葡萄试验区内，106°8'42''～106°8'45''E，38°38'48''～38°38'57''N。土壤类型为粗骨灰钙土，供试材料为6年生‘赤霞珠’葡萄，厂形树形，水平架式，南北行向，株行距0.8 m×3.5 m，冬剪以短梢修剪为主。

1.2 试验处理

从葡萄转色前1周（7月20日）对果实进行喷施处理，T1：20 mg·L-1水杨酸[15]；T2：100 mg·L-1吲哚乙酸；T3：60 mg·L-1茉莉酸甲酯[16]；T4：20 mg·L-1水杨酸＋60 mg·L-1茉莉酸甲酯；T5：60 mg·L-1茉莉酸甲酯＋100 mg·L-1吲哚乙酸；T6：20 mg·L-1水杨酸＋100 mg·L-1吲哚乙酸；以同体积的95%乙醇溶液（含1%吐温80）为对照。间隔1周处理1次，共处理3次。每个处理选取长势相对一致的30株葡萄进行重复试验。待3次处理结束后1周开始取样，1周一次，共3次，并在果实成熟时即处理结束后7周再次取样。每个处理分别在不同方位果穗上摘取100粒果粒混匀，带回实验室用液氮速冻后置于﹣80 ℃超低温冰箱中保存，待测。

1.3 测定指标

1.3.1 果实基本理化指标测定

采用手持糖度计（TD-45）测定可溶性固形物；参照《葡萄与葡萄酒实验技术操作规范》测定可滴定酸，结果以酒石酸计；采用BOXBIO试剂盒测定可溶性总糖、葡萄糖、果糖、蔗糖含量。

1.3.2 果实酚类物质测定

采用福林-肖卡法[17]测定总酚，结果以没食子酸计；采用福林-丹尼斯法[18]测定单宁，结果以单宁酸计；pH示差法[19]测定花色苷，结果以矢车菊素-3-葡萄糖苷计；总类黄酮采用PEINADO等[20]的方法测定，结果以芦丁计；采用p-DMACA-盐酸法[21]测定总黄烷-3-醇，结果以儿茶素计。

1.4 数据分析

应用Excel 2007进行数据处理和制图，使用SPSS 23.0统计分析软件，通过描述统计的方法将数据进行标准化，然后降维进行主成分分析。根据相关系数矩阵对葡萄的4个性状进行相关性分析，在主成分提取表中，主成分按照特征根从大到小进行排列，根据特征根＞1确定主成分的数量，主成分的特征根用λ表示。

主成分系数等于各变量因子载荷向量除以各自主成分的特征根的算术平方根，见公式（1）。

因子载荷值是指确定各个指标对各成分的影响，在成分矩阵中表示。计算各品种的综合得分，见公式(2)。

Fi表示主成分的特征根对应的特征向量的和，Wi为主成分提取表中的方差贡献率。

2 结果与分析

2.1 不同处理对果实可溶性固形物的影响

由图1A可知，随着果实发育成熟，不同处理的可溶性固形物不断增加，其中T6处理的可溶性固形物高于其他处理。在处理结束后1～2周，T2处理的可溶性固形物增加量高于其他处理，比CK增加2.2个百分点。处理结束后2～3周，T1处理的可溶性固形物比CK降低0.63个百分点和0.66个百分点，处理结束后2周和3周时，果实中可溶性固形物最高的均是T6处理，其次是T4处理。处理结束后7周时，T6处理的可溶性固形物为25.18%，其他处理果实的可溶性固形物在24.36%～24.74%，各处理间无显著差异。吲哚乙酸＋水杨酸组合可显著提高果实可溶性固形物，其次是水杨酸＋茉莉酸甲酯的组合。

2.2 不同处理对果实可滴定酸的影响

由图1B可知，不同处理果实中的可滴定酸含量随着果实成熟逐渐降低。处理结束后1～7周，可滴定酸含量降低最多的是T5处理，降低了4.57 mg·g-1；其次是CK，降低了4.53 mg·g-1，其他处理可滴定酸含量的降低量在4.21～4.30 mg·g-1。

图1 各处理对果实可溶性固形物和可滴定酸的影响Figure 1 Effects of different treatments on soluble solids and titratable acids of fruit

2.3 不同处理对果实糖组分的影响

由图2可知，不同处理果实中的可溶性总糖、葡萄糖、果糖和蔗糖含量在不同时期差异显著，可溶性总糖随着果实的成熟呈逐渐上升的趋势，葡萄糖和果糖含量随着果实成熟表现出先降低后增加的趋势，而不同处理果实中的蔗糖含量在结束处理后1～3周表现出先增加后降低的趋势；在结束处理后3～7周时，T1、T2和T3处理的蔗糖含量降低，其他处理的增加。

由图2A可知，除结束处理后2周，各激素处理的可溶性总糖含量均显著高于CK。在结束处理后1周和7周时，T4处理果实中的可溶性总糖含量分别高于CK 43.13、35.21 mg·g-1。也就是说喷施水杨酸、吲哚乙酸和茉莉酸甲酯及其组合均可提高果实中的可溶性总糖含量。

图2 不同处理对果实不同糖组分含量的影响Figure 2 Effect of different treatments on the content of different sugar components in fruit

由图2B可知，结束后处理后1周，T1和T2处理果实中的葡萄糖含量分别比CK低12.30%、2.44%，最高的是T4处理，高于CK9.81%。在结束处理后2周时，所有处理果实中的葡萄糖含量显著高于CK，T4处理最高为78.63 mg·g-1。在结束处理后3周时，T1、T2、T3处理果实中的葡萄糖含量均高于CK，分别高9.12、2.70、1.22 mg·g-1，T4、T5、T6处理则均低于CK，最低的是T5处理，葡萄糖含量为68.89 mg·g-1。在结束处理后7周时，除T5处理，其他处理果实中的葡萄糖含量均高于CK。由此分析，喷施水杨酸、吲哚乙酸和茉莉酸甲酯及其组合可提高果实中的葡萄糖含量。

由图2C可知，在结束处理后1周时，T1处理的果糖含量显著低于其它处理，低于CK 26.62 mg·g-1；最高的是T3处理，高于CK 18.06 mg·g-1。结束处理后2周时，喷施激素处理的果糖含量均高于CK，其中T4处理最高，比CK高26.12%。处理后7周时，只有T1、T2处理果实中的果糖含量高于CK，以T2处理最高，为105.93 mg·g-1。

由图2D可知，在结束处理后1周时，T3、T6处理果实中的蔗糖含量高于CK，分别比CK高10.11%、4.14%。T3处理在不同时期果实中的蔗糖含量均显著高于CK，T4、T5处理在结束处理后2周至7周时果糖含量均高于CK。喷施茉莉酸甲酯及其与水杨酸和吲哚乙酸的组合均提高了果实中的蔗糖含量。

2.4 不同处理对果实酚类物质的影响

由图3可知，不同处理果实中的酚类物质具有明显差异。由图3A可看出，T4处理的总酚含量在结束处理后1～3周显著高于其他处理。在结束处理后2周时，所有激素处理的总酚含量均高于CK，其中最高的是T4处理，总酚含量为8.30 mg·g-1。在结束处理后3周时，T3、T4、T5处理的总酚含量均高于CK，分别为18.60%、31.34%、4.37%。但在结束处理后7周时，所有激素处理总酚含量均低于CK；T3处理与CK间差值最大，为1.36 mg·g-1；其他处理与CK的差值在0.68～0.31 mg·g-1。

图3 不同处理对果实酚类物质的影响Figure 3 Effects of different treatments on phenolic compounds in fruit

由图3B可知，T2、T4处理在结束处理后2～7周果实中的单宁含量均显著高于CK，T5、T6处理在结束处理后3周时分别低于CK0.04、0.10 mg·g-1，在结束处理后2周和7周时均显著高于CK。T3处理在结束处理后2～3周单宁含量均显著低于CK，T6处理在结束后2周和7周时单宁含量最高。因此，吲哚乙酸及其组合，以及水杨酸＋茉莉酸甲酯组合可提高果实中的单宁含量。

由图3C可知，在结束处理后1周时，T2、T5处理果实总类黄酮含量分别低于CK 0.17、0.18 mg·g-1，其他处理均高于CK。在结束处理后2周时，喷施激素处理的总类黄酮含量均显著高于CK。除T3处理在3周时总类黄酮含量高于CK 0.03 mg·g-1，其他处理在结束处理后3～7周均显著低于CK。

由图3D可知，在结束处理后1～2周，所有喷施激素处理果实中的黄烷-3-醇含量均高于CK，其中较高的是T6处理和T4处理。在结束处理后3周时，T1处理果实中的黄烷-3-醇含量显著低于CK，其他处理与CK无显著差异。至7周时，所有喷施激素处理的黄烷-3-醇含量均显著低于CK。

由图3E可知，除T1处理的总花色苷含量随着果实成熟表现出先增加后降低，其他处理均呈先降低后增加再降低的趋势。在结束处理后1～7周，T3处理的总花色苷含量均显著高于CK。可见，喷施茉莉酸甲酯能有效提升果实中的总花色苷含量。

2.5 主成分分析评价不同处理对果实品质的影响

将不同处理在4个时期分别测定的11个指标进行降维因子分析。前6个主成分的特征值均＞1，贡献率分别是33.457%、20.236%、18.758%、12.333%、8.181%、7.035%，累积贡献率为100%，即这6个主成分已经代表了处理的品质特性指标的全部信息，因此选择提取6个主成分适宜（表1）。4个采样时期不同品质指标对6个主成分的影响程度见表1。

表1 6个主成分的成分载荷矩阵Table 1 Component loading matrix of six principal components

根据综合得分的方法计算得出不同处理的得分（F），得分越高说明该处理效果最优，不同处理综合得分结果见表2。排名第一的是水杨酸＋茉莉酸甲酯组合（T4），其次是茉莉酸甲酯单独喷施处理（T3），然后是吲哚乙酸＋水杨酸组合（T6），喷施吲哚乙酸、水杨酸分别排名第6和第7位，CK排名第5（表2）。

表2 外源激素处理测定品质指标的主成分分析综合分值及排序Table 2 Principal component analysis and ranking of quality indexes by exogenous hormone treatment

3 讨论与结论

转色期是浆果发育的关键点，自此糖和香气化合物增加，酸和硬度降低，直至成熟结束[5,22]，因此选用转色初期开始试验处理。从葡萄果实转色开始，果实糖积累进入快速时期。本研究从转色期开始喷施3种外源植物激素及其组合，结果表明，喷施水杨酸、吲哚乙酸和茉莉酸甲酯及其组合均可提高果实中的可溶性总糖和葡萄糖含量，喷施茉莉酸甲酯及其与水杨酸和吲哚乙酸的组合均提高了果实中的蔗糖含量。有研究指出，茉莉酸甲酯的外源应用改变了草莓中多个与成熟相关基因的表达谱，包括与茉莉酸和乙烯生物合成相关的基因[23]。喷施外源植物激素可能触发糖合成基因的表达，从而诱导葡萄果实糖的积累。刘晓峰等[24]利用不同浓度的水杨酸浸果得出，1 mmol·L-1的水杨酸使果实中总糖含量上升，有机酸含量下降。李蔚等[5]通过测定外源茉莉酸甲酯引起‘贵人香’葡萄基因表达差异，推测茉莉酸甲酯延迟果实成熟与果皮中JMT基因上调有关。

本试验得出，喷施吲哚乙酸及其组合、以及水杨酸＋茉莉酸甲酯组合可提高果实中的单宁含量，喷施茉莉酸甲酯能有效提升果实中的总花色苷含量；除吲哚乙酸和其与茉莉酸甲酯的组合在结束处理后1周时，果实中总类黄酮的含量低于其他处理，其他处理果实中的总类黄酮和黄烷-3-醇含量在结束处理后1～2周均高于CK，这也印证了前人的研究结果[5-6,25-27]。在结束处理后3～7周，不同处理果实中的总类黄酮和黄烷-3-醇含量低于CK，这一现象有待进一步验证。研究指出，茉莉酸甲酯通过诱导酚类化合物的相关合成酶促进葡萄果皮中酚类物质的积累[28]。本试验应用主成分分析得出喷施水杨酸＋茉莉酸甲酯的组合处理的‘赤霞珠’的果实品质最好。

该研究只测定分析了不同外源激素处理对果实品质的影响，要阐明其对糖和酚类物质积累的诱导机理，还需开展不同外源激素调控果实品质及对果实成熟进程影响的研究，后期应从代谢途径和基因表达方向进行更深入的研究，重点关注葡萄生长发育过程中外源激素对糖酸代谢、类黄酮代谢及花色苷代谢的差异物质及其基因的差异表达。