CPPU 对设施栽培玫瑰香葡萄无核化及果实品质的影响

苏晓兰 ，童巧云 ，张雪梅 ，冯 美 ，姚文孔 ，张 宁

（1.宁夏大学 农学院，宁夏 银川 750021；2.宁夏大学 食品与葡萄酒学院，宁夏 银川 750021）

果树设施栽培是采取人工干预的方式，创造具有环境调控与保护功能的设施进行果树生产，使其少受或不受环境因子的影响，人为调控果品成熟期，延长鲜果供应期和进行反季节供应[1]。葡萄是我国目前设施栽培最主要树种之一，在宁夏的栽培规模也逐渐扩大，粒大、味香、无核是目前市场对于鲜食葡萄的主要要求，天然无核的葡萄品种较少，所以，生产上常用植物生长调节剂处理有核葡萄品种以达到无核的目的[2-6]。玫瑰香葡萄是一种制汁、鲜食和酿酒兼用品种，因其成熟时含糖量较高、具有浓郁的玫瑰香味，深受消费者的喜爱，已成为设施葡萄的主栽品种之一[7]。马起林等[8]在盛花期和花后用不同质量浓度配比的GA3（25、50、100 mg/L），SM（100、200 mg/L）、CPPU（5、10 mg/L）处理葡萄，结果表明，3 种生长调节剂都适宜对玫瑰香进行无核化处理，但GA350 mg/L+SM 200 mg/L 效果最好。张瑛等[9]以不同浓度配比的GA3、CPPU、ABA、KT-30 等4 种植物生长调节剂在花前2 d 和花后15 d 对玫瑰香葡萄进行无核化处理，结果表明，花前2 d 用20 mg/L GA3处理花穗，15 d 后再用10 mg/L GA3+2 mg/L KT-30+10 mg/L ABA 处理一次，能获得与常规有核葡萄栽培大小及品质基本一致的无核化果实。另外，有研究表明，不同浓度的GA3、SM 和CPPU 配合也可达到玫瑰香葡萄的无核效果[10-14]。CPPU（氯吡脲）作为一种细胞分裂素类的植物生长调节剂，是人工合成的一类细胞分裂素，比6-BA 的生理活性强100 倍以上，可促进细胞分裂分化，具有促进单性结实、提高坐果、延缓衰老和打破休眠等效果，在果树生产上广泛应用。有研究表明，使用CPPU 可增加杜克高丛蓝莓的产量和直径[15]；陈双双等[16]以不同浓度CPPU 处理东红猕猴桃果实，结果表明，其单果质量、干物质含量、可溶性固形物含量均显著增加；熊浩等[17]在不同时期以20 mg/L CPPU 处理东红猕猴桃，结果表明，花后14 d 处理后其单果质量提高了24%，总糖含量提高了38%。目前，对于葡萄的研究以往多集中在CPPU 与其他植物生长调节剂对葡萄果实的复合作用上，而对于CPPU单独作用于葡萄的研究还较少，另外，不同立地条件、栽培模式及栽培技术等都会影响到无核化效果。

本研究在不同时期采用不同质量浓度的CPPU 对设施栽培玫瑰香葡萄进行一次性无核化处理，探究不同时期CPPU 处理对玫瑰香葡萄无核化及果实品质的影响，旨在为宁夏玫瑰香葡萄设施栽培提供有效的无核化处理技术。

1 材料和方法

1.1 试验材料

试验以日光温室棚架栽培10 年生的玫瑰香葡萄为材料，株距1.5 m，均为单龙蔓形。供试药剂：氯吡脲（CPPU），分子式为C23H10ClN30，上海麦克林生物化工有限公司生产。

1.2 试验设计

试验于2022 年3 月25 日开始在宁夏银川市灵武市大泉林场进行。按照表1 的时期及配方进行浸花穗处理，同时以清水（0 mg/L CPPU）作为对照（CK），共9 个处理，每处理3 穗花序，设置3 次重复。处理时提前进行疏花处理，去掉副穗和穗尖，处理时将花穗浸在处理液中5 s，保证花穗完全浸在试剂中，试验期间水肥及夏季修剪按照常规管理进行。

表1 CPPU 处理方案Tab.1 CPPU treatment strategies

1.3 测定指标及方法

在果实成熟期（7 月4 日）每处理取50 粒果实带回实验室，统计其种子数及无核率。

分别从每处理每穗的上、中、下部位各取3 粒果实带回，使用万分之一精度电子秤称量果实单果质量[18]，并使用游标卡尺测定果实纵横径[19]；果实色度使用色差计测定；果实硬度使用硬度计测定[20]；果实可溶性固形物含量使用电子测糖仪测定；采用邻苯二甲酸氢钾法测定果实中可滴定酸含量；采用2，6-二氯酚靛酚法测定Vc 含量；花青素含量采用盐酸浸提法进行提取，紫外分光光度计法进行测定[18]；采用蒽酮比色法测定可溶性糖含量[20]。

1.4 数据分析

试验数据采用Excel 16 软件进行处理，采用SPSS 22.0 软件进行双因素方差分析，采用Duncan法进行多重比较，并采用Origin 2022 软件作图。

2 结果与分析

2.1 不同CPPU 处理对玫瑰香葡萄无核率的影响

由表2可知，各处理的无核率排序为：A6＞A5＞A4＞A3＞A2=CK2=CK3＞A1＞CK1，不同时期施用CPPU 均可显著提高玫瑰香葡萄的无核率（P＜0.05），10 mg/L CPPU 的处理显著高于5 mg/L CPPU 的处理（P＜0.05），所以，CPPU 处理的质量浓度越大、时期越晚的无核化效果越好，其中，花后3 d 施用的A5、A6 处理的无核率分别高达92%和94%，可达到葡萄无核化的生产标准，每处理平均种子数也显著低于其对照组。

表2 不同处理对玫瑰香葡萄无核率的影响Tab.2 Effects of different treatments on seedless rate of Muscat Hamburg grape

2.2 不同CPPU 处理对玫瑰香葡萄果实外观品质的影响

由表3 可知，除果实亮度值外，不同CPPU 质量浓度和不同时期对各处理果实外观品质指标均有显著交互作用（P＜0.001）；不同CPPU 质量浓度对果实纵径、果实横径、黄蓝色度值、红绿色度值、果实硬度的影响显著（P＜0.05）；不同时期对果实纵径、黄蓝色度值、果实硬度的影响显著（P＜0.01）。

表3 不同处理对玫瑰香葡萄果实外观品质的影响Tab.3 Effects of different treatments on appearance quality of Muscat Hamburg grape fruit

A1、A2、A3、A6 处理的单果质量均显著高于其对照（P＜0.05），其中，A6 处理的单果质量最大，达到5.06 g；果实纵径中，A1、A3、A5、A6 处理均显著高于其对照，A2、A4 处理均显著低于其对照（P＜0.05），最大果实纵径为22.02 mm（A6 处理）；果实横径中，A1、A2、A3、A5、A6 处理均显著高于其对照（P＜0.05），而A4处理显著低于其对照（P＜0.05）。A1、A3、A6 处理的果形指数均显著高于其对照（P＜0.05），而A2 和A5 处理的果形指数均显著低于其对照（P＜0.05），果实形状更圆。

各处理的色度亮度值中，A1、A2、A3、A6 处理均显著低于其对照（P＜0.05），而A4 和A5 处理均显著高于其对照（P＜0.05）；A1、A2、A3、A6 处理的红绿色度值均显著高于其对照（P＜0.05），A4、A5处理的红绿色度值均显著低于其对照（P＜0.05）；A1、A2、A4、A6 处理的黄蓝色度值均显著高于其对照（P＜0.05）；果实硬度A1、A4、A6 处理均显著高于其对照（P＜0.05）。

2.3 不同CPPU 处理对玫瑰香葡萄果实内在品质的影响

从表4 可以看出，不同CPPU 质量浓度和不同时期对各处理葡萄果实内在品质指标均有显著交互作用（P＜0.001），不同时期对玫瑰香葡萄果实内在品质各指标的影响均显著（P＜0.01）；不同CPPU 质量浓度对玫瑰香葡萄果实可溶性固形物含量和可滴定酸含量的影响达到显著（P＜0.05），对其余各项内在品质指标的影响可达到极显著（P＜0.001）。

表4 不同处理对玫瑰香葡萄果实内在品质的影响Tab.4 Effects of different treatments on internal quality of Muscat Hamburg grape fruit

A1、A5、A6 处理的可溶性固形物含量均显著高于其对照（P＜0.05），A2、A3、A4 处理均显著低于其对照（P＜0.05）；A1、A2、A5、A6 处理可溶性糖含量均显著高于其对照（P＜0.05），A3、A4 处理均显著低于其对照（P＜0.05）；其中，A3 和A4 处理的可溶性固形物含量和可溶性糖含量均显著低于其余时期同质量浓度下的处理（P＜0.05）。A1、A2、A3、A4 处理的可滴定酸含量均显著高于其对照（P＜0.05），A5、A6 处理的可滴定酸含量均显著低于其对照（P＜0.05）；A5、A6 处理的固酸比显著高于其对照（P＜0.05），A1、A2、A3、A4 处理均显著低于其对照（P＜0.05）。由此可知，花后3 d 处理可显著提高葡萄的固酸比。

A1、A2、A3、A5、A6 处理的Vc 含量均显著高于其对照（P＜0.05），其中，盛花期的A3 和A4 处理显著低于同质量浓度其余处理；A2、A3、A5 处理的花青素含量均显著高于其对照（P＜0.05），A1、A4、A6 处理均显著低于其对照（P＜0.05）。由此可知，CPPU 在盛花期处理会降低玫瑰香葡萄果实的Vc含量。

2.4 不同处理下果实品质因子的综合评价

2.4.1 不同品质指标的相关性分析 从图1 可以看出，亮度值与红绿色度值、果实横径、单果质量呈显著负相关（P＜0.05）；果实红绿色度值与单果质量、果实横径呈显著正相关（P＜0.05）；黄蓝色度值与单果质量、果实硬度呈显著正相关（P＜0.05）；果实横径与单果质量、果实纵径、Vc 含量呈显著正相关（P＜0.05）；单果质量与Vc 含量呈显著正相关（P＜0.05）；果实纵径与可溶性固形物含量、Vc 含量呈显著正相关（P＜0.05）；可溶性固形物含量与Vc 含量、可溶性糖含量呈显著正相关（P＜0.05）；固酸比与可滴定酸含量呈显著负相关（P＜0.05）。由此可知，可以通过玫瑰香葡萄部分品质指标的测定预测与之相关的指标增减趋势，相关性越强，趋势越明显。

2.4.2 不同品质指标的主成分分析 从表5 可以看出，通过降维的方法对14 个指标进行主成分分析，特征值大于1 的成分共有4 个，其累计贡献率达87.702%，包含葡萄品质大部分指标信息。第1主成分特征值为6.193，贡献率为44.238%，其中，贡献较大的指标为果实亮度值、红绿色度值、黄蓝色度值、单果质量、果实横径、果实纵径、可溶性固形物含量和Vc 含量；第2 主成分特征值为2.979，贡献率为21.280%，贡献较大的指标为可滴定酸含量和固酸比；第3 主成分特征值为1.844，贡献率为13.454%，贡献较大的指标为花青素含量；第4主成分特征值为1.222，贡献率为8.729%，贡献较大的指标为果形指数。根据主成分分析，建立不同处理玫瑰香葡萄果实品质综合评价模型为：F=0.44×F1+0.21×F2+0.13×F3+0.09×F4。模型中，F1 为主成分1 的得分值；F2 为主成分2 的得分值；F3 为主成分3 的得分值；F4 为主成分4 的得分值。

表5 不同处理玫瑰香葡萄各品质指标的主成分载荷矩阵、特征值及贡献率Tab.5 Principal component loading matrix， eigenvalue and contribution rate of quality indexes of Muscat Hamburg grape

据此计算得到不同处理玫瑰香葡萄果实品质的综合得分（表6），依次为A6＞A1＞A5＞CK2＞A3＞CK1＞A2＞CK3＞A4。

表6 主成分因子得分及果实综合品质得分Tab.6 Principal component factor score and fruit comprehensive quality score

3 结论与讨论

本研究在不同时期对玫瑰香葡萄施以不同质量浓度的CPPU，结果表明，CPPU 的施用能够显著提高玫瑰香葡萄的无核率，降低含种子数，但种子不会完全消失，这是由于施用CPPU 后，使受精胚不能正常发育和种皮不能硬化，以达到无核化的目的[20]；而与前人研究不同的是，本研究仅以CPPU 为处理激素来研究CPPU 的单独作用，CPPU 单独使用对玫瑰香的无核作用比与赤霉素等激素的复合作用差。

有研究表明，2 次施用GA3和CPPU 的组合比1 次施用更能显著增加果穗质量和单果质量，增加果实纵横径和果形指数，色度指标较好[21]。史文婷等[22]研究发现，各浓度激素处理均可增加阳光玫瑰葡萄的单果质量，其中，25 mg/L GA3与CPPU 一起施用效果更明显；各浓度的GA3和CPPU 处理均增加果实硬度，使果肉脆硬。本研究结果表明，在盛花期进行CPPU 处理对果实大小有抑制作用，10 mg/L CPPU 对果实大小的抑制作用更明显，A4处理（盛花期，10 mg/L CPPU）可使果实硬度显著增大，且主成分分析后盛花期的A3 和A4 处理得分低于对照，这可能是因为盛花期CPPU 处理对果实产生了副作用，抑制了果实的生长及软化，质量浓度越大对果实的副作用越大；A1（始花期，5 mg/L CPPU）、A2（始花期，10 mg/L CPPU）、A5（花后3 d，5 mg/L CPPU）和A6（花后3 d，10 mg/L CPPU）处理的单果质量、果实纵径和果实横径均显著提高，这与李国田等[23]对于泰山1 号猕猴桃果实的研究结果一致。本研究根据主成分分析结果发现，果实品质的综合得分排序为A6＞A1＞A5＞CK2＞A3＞CK1＞A2＞CK3＞A4，其中，同样清水对照在盛花期得分远高于始花期和花后3 d，说明在此日光温室的玫瑰香葡萄管理时应该注意在盛花期保湿，提高整个温室内部环境的湿度，以提高玫瑰香葡萄的果实品质。

果实的色泽是衡量果实品质和新鲜度的一个重要指标，GA3、CPPU 处理可以增加无核翠宝葡萄的果实亮度，使果品看起来更加鲜亮[24]。本研究发现，激素处理对果实的亮度影响不大，但可以显著提高果实的黄蓝色度值和红绿色度值，使得果实色彩更鲜艳。

可溶性固形物、可滴定酸含量及固酸比是评价葡萄果实内在品质的重要指标，可溶性固形物含量越高，品质越佳，可滴定酸含量越高品质越差[25-27]。无核化的A4 处理（盛花期，10 mg/L CPPU）品质低于其对照，而其余处理的较对照均有不同程度的提高，这与刘金标等[14]、王莎[3]、史文婷等[22]、李涛[28]、郭俊强等[29]在其他葡萄品种上的研究一致，这可能是因为CPPU 处理后，有核果变无核果后，成熟期提早，成熟度更高，显著提高果实中的固形物，降低酸度，提高固酸比，提高果实的整体内在品质，但盛花期处理的激素浓度过高可能产生副作用，使果实品质下降。

维生素C（Vitamin C，Vc）是一种重要的抗氧化剂，是人类饮食中不可缺少的重要营养成分，具有防癌、提高人体免疫力和应激能力等重要作用[24]。李涛[28]研究发现，GA3和CPPU 二者混合液处理葡萄显著提高了果实Vc 含量；黄远等[30]用CPPU 处理西瓜结果表明，Vc 含量显著升高；而本研究也发现，葡萄Vc 含量显著提高，说明CPPU 的施用也可提高果实Vc 含量。

作为天然食用色素的花青素，其资源丰富，安全、无毒，具有一定的营养和药理作用。研究表明，花青素具有清除体内自由基、抗肿瘤、抗癌、抗辐射、抑制脂质过氧化和血小板凝集、预防糖尿病、减肥、保护视力等作用[31]。本研究发现，仅始花期和花后3 d CPPU 处理可以提高花青素含量，其中，5 mg/L 比10 mg/L CPPU 处理提升作用更好，这与郝峰鸽等[32]对于GA3和CPPU 的复合作用的研究结果不一致，这一方面是因为CPPU 单独施用可以导致某些与花青素合成有关的基因表达量上调，促进花青素的积累，从而提高果实花青素含量[17]，另一方面是因为CPPU 的施用可以使玫瑰香葡萄的成熟期提前[33]，果实成熟度更高，所以，其花青素含量更高。

本研究通过降维方法对玫瑰香葡萄的14 个品质指标进行主成分分析，提取到4 个主成分，累计贡献率达87.702%，包含葡萄品质大部分指标信息。第1 主成分为果实亮度值、红绿色度值、黄蓝色度值、单果质量、果实横径、可溶性固形物含量和Vc 含量；第2 主成分为固酸比和可滴定酸含量；第3 主成分为花青素含量；第4 主成分为果形指数，由此表明，果实亮度值、红绿色度值、黄蓝色度值、单果质量、果实横径、可溶性固形物含量和Vc 含量是影响果实品质最主要的因素，而CPPU 的施用能够改变果实亮度值、红绿色度，对果实品质有显著作用，并且对果实的影响程度取决于CPPU 的质量浓度及不同的处理时期。但也有研究表明，CPPU 的施用会不利于无核葡萄果实品质的提高[34]，这与本研究结果不一致，一方面可能是与CPPU 的施用时期有关，本试验主要施用时期为花期及花后3 d，可能在始花期、盛花期及花后3 d 施用CPPU 会提升葡萄果实品质；另一方面可能是因为无核葡萄品种与有核葡萄品种的差异性，无核品种施用CPPU 可能会降低葡萄的品质，这可能与葡萄的某些基因有关，而具体的原因需要进一步研究。

综合考虑各处理的品质，并根据主成分分析，建立不同处理玫瑰香葡萄果实品质综合评价模型：F=0.44×F1+0.21×F2+0.13×F3+0.09×F4，据此计算得到不同处理玫瑰香葡萄果实品质的综合排序依次为A6＞A1＞A5＞CK2＞A3＞CK1＞A2＞CK3＞A4。由此可知，A6 处理（花后3 d，10 mg/L CPPU）的果实品质最佳，且其无核率高达94%，可在满足玫瑰香葡萄无核化的同时提高其果实品质。